一种采用lora技术的智能水表设计

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1、一种采用LoRa技术的智能水表设计杨欢李红信兰州大学信息科学与工程学院摘要：为提高水表的抄表效率及计量精度，同时针对Zigbee、红外等无线技术在抄表方案中存在通信距离短、抗干扰能力弱的缺陷，通过对LoRa无线标准协议的研究，将MCU系统和LoRa技术相结合，设计了一种基于LoRa无线通信技术的智能水表。介绍了水表的硬件组成和功能模块的作用，给出了通信单元和电磁阀门控制单元硬件原理图，简述了通信协议和节点软件设计过程，对水表的通信距离和在定时、单播和广播抄表方式下进行测试。测试结果表明，该水表具有通信距离

2、远、可靠性高和实时性强的特点。关键词：智能水表;LoRa;SX1278;无线抄表;作者简介：杨欢男，（1990—），硕士研究生。主要研究方向：无线传感器网络。作者简介：李红信男，（1968—），博士，硕士生导师，副教授。主要研究方向:工业自动化、工业通信网络。收稿日期:2017-08-20DesignonIntelligentWaterMeterBasedonLoRaTechnologyYANGHuanLIHong-xinSchoolofInformationScienceandEngineering，L

3、anzhouUniversity;Abstract：Inordertoimprovetheefficiencyandaccuracyofwatermeter,atthesametimetakingintoconsiderationthedefectsofZigbeeandinfraredwirelesstechnologyinmeterreadingschemeincludingshortcommunicationdistanceandweakanti-interferencecapability，ani

4、ntelligentwatermeterbasedonLoRawirelesscommunicationtechnologyisdesignedbasedonresearchofLoRawirelessstandardprotocolandbycombiningtheMCUsystemandLoRamodulationtechnology.Firstthehardwarestructureofthewatermeterandthefunctionoffunctionmodulesareintroduced

5、.Thehardwareprinciplediagramofthecommunicationunitandtheelectromagneticvalvecontrolunitarcgiven.Secondly,thecommunicationprotocolandnodesoftwaredesignprocessaredescribedbriefly.Finally,thecommunicationdistanceofthewatermeterandthemethodoftiming,unicastand

6、broadcastmeterreadingaretested.Thetestresultsshowthatthewatermeterhastheadvantagesoflongcommunicationdistance,highreliabilityandreal-timeperformance.Keyword：smartmeter;LoRa;SX1278;wirelessmeterreading;Received：2017-08-20引用格式:杨欢，李红信.一种采用LoRa技术的智能水表设计[J].无线

7、电工程，2017,47(12):75-78.[YANGIluan,LIHongxin.DesignonIntelligentWaterMeterBasedonLoRaTechnology[J].RadioEngineering,2017,47(12):75-78.]0引言自动抄表(AutomaticMeterReading,AMR)是采用通信、计算机等技术，通过专用设备对各种仪表(如水表、电表和气表等)的数据进行主动采集和处理的系统UL近年来，抄表行业出现了红外、蓝牙和ZigBee技术等抄表方式，其在数据

8、共享等方面存在很多缺陷，需要进行改进，同时随着通信设备的复杂度的増加，这些技术已经不能满足无线抄表要求。低功耗广域网络技术(LowPowerWideAreaNetwork,LPWAN)是一种物联网无线接入新技术，具有低功耗、网络扩展性强和通信距离远等优点。LoRa(LongRange)m作为一种非授权频谱的LPWAN无线通信技术，采用自适性数据速率策略，使其接收电流低达10mA，休眠电流小于200nA，实现了超低功耗;其次利用