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LoRaWAN/LoRa水表方案设计

发布时间：

2023-11-28

抄水表的方案有很多种技术可以实现，目前主要有有线抄表和无线抄表两大类别。在各种抄表技术中，无线抄表技术是比较容易被接受的，因为不需要现场布线，安装方便维护更新简单。但一些无线技术方案也存在着一些应用上的问题和不足，如FSK距离短、穿透力差、无线信号不稳定，而GPRS/CAT1(4g)虽然网络好但又太耗电。LoRa技术的出现为抄表应用解决了传输距离、网络信号和耗电等应用上的问题。

一.功能

在国外无论是发达的欧美，还是不发达的亚非拉，他们的移动网络建设不太完善，组建一个LoRa/LoRaWAN的私有网络进行无线抄表，成本低，速度快。

二.方案设计

2.1LoRa/LoRaWAN技术介绍

LoRa的全称是Long Range (远距离)，是一种低功耗、远距离的局域网无线标准，是Semtech公司研发的一种无线调制方式。它最大特点就是在功耗相同的情况下，比其他无线方式（GFSK、FSK等）传播的距离更远，克服了低功耗和远距离共存的难题。它在同样的参数条件下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍之多。

LoRaWAN是一个开放标准，它定义了基于LoRa芯片的LPWAN技术的通信协议以及 LoRaWAN在数据链路层定义媒体访问控制（MAC）。该协议由LoRa联盟维护。

LoRaWAN在上文中已经很清楚的介绍它是一种协议，所谓协议就是指定了一套规则和流程。任何符合LoRaWAN标准的LoRaWAN的节点都需要遵循LoRaWAN的要求来进行通信。而LoRa则是一种调制方式，LoRaWAN就是根据LoRa调制方式构建的一种应用。简单的来说，LoRaWAN模块使用的就是普通的LoRa模块，然后按照一定的规则去设定参数或收发信号。

2.2总功能

在本系统中使用LoRa/LoRaWAN在本地建立一个无线局域网，水表内置LoRa/LoRaWAN模块，水表通过RS232接口把水表数据由RS232转送给LoRa/LoRaWAN模块，LoRa/LoRaWAN再将水表的数据转送到LoRa/LoRaWAN网关，LoRa/LoRaWAN网关使用以太网或者2G/3G/4G/5G移动网络把数据转输到云服器。其框图如下：

2.3产品介绍

2.3.1LoRa/LoRaWAN模块

功能介绍

SM-WLC801 是基于 ST 最新推出的全球首款支持 LoRa 协议的 SoC 芯片的开发，具备通信远、待机功耗低、抗干扰能力强、接口通用等特性。无线通信模组外形尺寸小、接口资源丰富、便于集成开发，支持用户二次开发。

产品图片

产品参数

项目	参数	备注
主频	64MHZ
接口	2xUSART，1xLPUART，3xI2C，1xSPI，21xGPIO
工作频段	433MHZ~928MHZ	默认为470MHZ
发射功率	+20dBm
接收灵敏度	–148 dBm
工作电压	3.3V
工作温度	-40℃-85℃

2.3.2LoRa/LoRaWAN基站

功能介绍

LoRaWAN户外网关是一款基于低功耗广域网LoRaWAN协议的室外网关，采用IP66防水外壳，使用PoE供电，可连接标准的LoRaWAN终端并进行双向通信。网关采集到的数据通过4G/5G或以太网方式上传到云端服务器。可广泛应用于远程抄表，智能停车、智慧城市、安防消防等多种领域。广泛应用于智慧城市，智慧社区，智慧校园，智慧油田，智慧烟业。。。。。

产品图片

产品参数

项目		参数	备注
产品功功能	LORA功能	支持标准的LoRaWAN协议
	LORA功能	LoRa无信通信上行八个通道，下行一个信道
	移动无线功能	支持WIFI热点功能
		LTE支持三种模式选择，包国国内，欧洲，美国，国内支持全网通
		支持以太网和3G/4G/5G上下行数据回传，支持自动切换。
	系统功能	支持国外TTN服务器
		支持中/英文界面切换及本地时间设置
		支持远程管理员登陆，维护检修
		支持MQTT，支持WEB界面管理
		支持按键或者WEB操作恢复出厂设定
无线性能	LORA无线通道线	8通道
	工作模式	全双工/半双工
	LoRa通信速率	292bps~5.4Kbps
	最大发射功率	27dbm
	最大接收灵敏度度	-141dbm(SF=12)
	工作频段	中国 470MHZ 澳大利亚 923MHZ 美国 915MHZ 欧洲 868MHZ	默认为470MHZ,不同频段需要定制
	数据上传	10/100M以太网和3G/4G/5G	默认不支持5G
LTE制式	国内4G支持频段	LTE-TDD : B38/B39/B40/B41 LTE-FDD: B1/B3/B5/B7/B8 TD-SCDMA: B34/B39 UMTS: B1/8 EVDO: 800MHz CDMA1x: 800MHz GSM: 850/900/1800/1900
	欧洲4G支持频段	FDD LTE:B1/B3/B5/B8/B20 TDD LTE:B38/B40/B41 WCDMA:B1/B5/B8 GSM： B3/B8
	美国4G支持频段	FDD LTE:B2/B4/B12 WCDMA LTE:B2/B4/B5
	WIFI	支持802.11a/b/g/n协议，2.4G频段
	以太网	支持10M/100M自适应网络通信
产品规格	工作温度	-30℃~65℃
	防水等级	IP68
	工作温度	5%RH~90%RH
	认证	CE/FCC
	供电	DC供电，电压为6V~12V