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智能无线水表(热量表、温控电动阀门)实物图
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智能无线水表(热量表、温控电动阀门)实物图

基于 LoRa 技术的无线远传水表系统

现有技术介绍:
现有的水表和超声波热量表及远传温控的远传方式大多数有线方式(Mbus
输出 188 协议、或 485 输出 Modbus 协议),产品远传需要有线方式去布线施工,
通过总线连接后再接到集中器上通过集中器上传数据。
现有技术缺点:
a、实际施工当中,新楼布线综合成本高(电线成本、人力布线成本、时间
成本);
b、老旧楼改造无法布线;
c、施工工期慢;
d、出现故障(电线短路、断路,信号错误率高)不易排查;
e、信号线和其他线路同时铺设,强电磁会干扰信号的传输。
通过本产品的技术,无需布线,减少了人力成本、电线成本。确保施工方按
期交付。减少了后期售后维修的成本。安装后马上可用,调试简单。出现通讯故
障可以拆下坏表、更换新表,不耽误用户使用。
 本产品的技术:
整个系统由抄表平台软件、智能无线远传水表、LoRa 集中器(集成了原来
的无线集中器和无线采集器的功能)三部分组成。采取纯无线技术。
(LoRa)低功耗无线抄表系统(以下称系统)集采集计量、双向通信及抄表
控阀于一体。系统传输距离远、功耗低、体积小、可靠性高、系统扩容方便、安
装维护简单、抄表成功率高。系统采用 TDMA 时分多址的通信方式,自动同步通
信时间单元。系统采用跳频技术,避免同频干扰,提高传输的可靠性。系统采用
传输速率和传输距离自适应算法,有效提高系统容量。
系统包括无线抄表采集模块、集中器、WEB 服务端。手持机和中继器可选配。
采集模块有三种工作模式:LOP1,LOP2,LOP3,响应时间:12s,24h-12s,24h;
ER18505 电池使用寿命:8 年,10 年,12 年。用户在实际使用过程中可以通过集
中器自行切换任意工作模式;自动疏通阀。

集中器最大可支持 5000 只表,存储 5000 条数据,并保存近 10 年的年冻结数
据和近 12 个月的月冻结数据。
iWEB 服务端具有集中器管理,表端管理的功能;界面简洁,操作简单。
系统可兼容水、气、热表,增减方便,扩容灵活。相邻小区可共享集中器,拓
展无线传输距离,减少系统成本,提高抄表成功率。
无线水表与集中器之间采用 LoRa 无线的方式通讯,采集器与集中器集成到
一体的 LoRa 集中器,LoRa 集中器通过 GPRS 方式完成数据上传服务器。

智能无线水表(热量表、温控电动阀门)结构示意图:

无线通信控制模块

功能特点:
含计量、防磁、 电源电压检测、计量值掉电存储功能、阀门到位开关状态检测、
控阀电路、自动疏通阀.
TDMA 时分多址的通信方式,自动同步通信时间单元,可完全避免数据碰撞. 采用跳频技术,避免同频干扰. 抄表数据 24h 上报一次. 温度范围:-30℃~80℃. 尺寸:42.1mm×24.8mm×3.2mm. 技术参数:
传输距离:Ml 与集中器间视距通信距离≥7000 米
工作频段:470~510MHz
调制方式:LoRa 技术
通信方式:收发一体
有效发射功率:17dBm (50mW)
发射电流:≤130mA
接收电流:≤20mA
休眠电流:≤8μA
平均功耗:≤20μA
电压范围:2.8~6.0VDC

智能无线水表(热量表、温控电动阀门)实物图:

        

LoRa 集中器内部:

功能特点:
采用多核 RF 设计,可同时接收多频点、多速率的数据. 与采集模块的有效通信距离大于 5 公里. 上行星型网络结构,下行一级表端路由,数据通信路径简单,网络操作方便. 表端模块 ID 注册管理,自动过滤表端数据. 集中器最大可支持 5000 只表,存储 5000 条数据,通过服务器查询具体时间段的
存储数据。保存每一只表近 10 年的年冻结数据和近 12 个月的月冻结数据. 可对全部表计广播,也可选择部分进行广播. 保存需要下行的数据,同一时间可保存 1000 条数据,服务器能在任意时刻查询、
删除、增加指定节点或者全部节点的下行数据. 包含 GPRS 或 LTE 通信功能,可远程操作:广播信息管理,上下行数据管理,系
统远程升级等功能. 含室外用 IP67 防水型金属外壳. 电源指示灯,无线通讯指示灯,GSM/LTE 在线指示灯. 含 110V-220V AC/DC 工业电源. 温度范围:-40℃~80℃. 尺寸:160mm×110mm×60mm.

蓝牙手持机(配合手机使用):

功能特点:

无线手持终端内置无线通信模块及蓝牙模块.无线手持终端通过蓝牙与用户
的安卓手机连接,通信距离 2.5m,通过手机 APP 对无线手持终端进行操控.通过
手机 APP 与服务器实现数据交互. 可在 5 厘米范围内给表内模块设置对应表 ID(有防重设功能)、初始量等参
数,无需拆卸设置.可在 50 米范围内无线设置集中器的发射功率. 在 1500 米范围内,用于移动手持抄表.若 10 分钟内无上下行数据,自动关
闭,具有省电功能.内含 3.7V 1350mAH 可充电锂电池,充满后可持续工作 8 小时. 含电源适配器及专用电源线,充电输入 100-240V AC,输出 2A 5V DC.配 10
公分外置螺旋天线. 尺寸:97×45×23mm.
WEB 服务端
WEB 服务端含用户管理,报装管理,设备管理,服务器后台管理,查询管理
的功能;界面简洁,操作简单.可以实现分管理员控制,不同的管理员看到自己
所属的区域,看不到其他管理员的区域。
设备管理主要是对集中器和表计进行管理。WEB 服务端可对集中器进行工作模式
设置,表 ID 批量注册,表 ID 单次注册\删除,表 ID(从数据库存储)导出等操
作.
WEB 服务端可对表计进行开阀、关阀、读月冻结数据、读年冻结数据、读固件版
本信息等操作


查询管理支持最新、异常,原始数据查询和 excel 导出,支持无登记表数据查询. 支持手机 App 扫码注册、调试

与现有技术相比,本产品的优点:
相比以前传统的有线传输方式,该方案最大限度的提升了安装施工的便捷
性,同时采用 LoRa 跳频通讯方式空旷传输信号距离可达 7km 以上,建筑物穿透
距离可达 3-4 栋楼,传输距离远,抗干扰强。
监测终端功耗低,在使用 18505 锂电池情况下,理论电池供电可以使用 8
年,同时支持外接电源供电。
1、 相比现有有线方式,无线方式施工便捷。
2、 综合施工设备成本比有线方式更低。
3、 出现故障维修维护简单。
4、 低功耗锂电池供电,无需外接电源。
5、 通讯距离是以前无线的数倍,空旷距离可达 7km。

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