《電子技術(shù)應(yīng)用》
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為什么LoRa可以在能源計量領(lǐng)域快速突破

2017-08-10
來源:ZLG致遠電子

  以往抄表是由抄表員逐一上門讀取用戶當前水表、氣表、電表的顯示數(shù),記錄在抄表簿上,帶回數(shù)據(jù)中心進行統(tǒng)計、匯總、計費等處理,效率很低,容易出錯,傳統(tǒng)抄表收費模式的弊端逐漸成為能源計量公司提高管理水平的障礙。

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  圖 1 傳統(tǒng)人工抄表

  現(xiàn)在我們很多小區(qū)抄表多采用手持式抄表機,手持式抄表機可理解為便攜式掌上型電腦,具有較強的運算和儲存能力。抄表員抄表后,抄表機直接將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)中心上,服務(wù)器復(fù)核數(shù)據(jù)后,由抄表機直接開賬、打印賬單或各類工作單,工作效率大大提高。

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  圖 2 手持式抄表儀

  但是這同樣需要人工現(xiàn)場讀表,打印費用單,對人工成本要求并未降低。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展同時帶動了智能家居行業(yè)推廣,能源計量行業(yè)技術(shù)迭代也在迅猛發(fā)展。

  其實物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的無線技術(shù)有多種,可組成局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)。組成局域網(wǎng)的無線技術(shù)主要有Wi-Fi,藍牙、zigbee等,組成廣域網(wǎng)的無線技術(shù)主要有3G/4G等。這些無線技術(shù),優(yōu)缺點非常明顯,如下圖總結(jié)。

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  在低功耗廣域網(wǎng)(Low Power Wide Area Network, LPWAN)產(chǎn)生之前,似乎遠距離和低功耗兩者之間只能二選一。當采用LPWAN技術(shù)之后,設(shè)計人員可做到兩者都兼顧,最大程度地實現(xiàn)更長距離通信與更低功耗,同時還可節(jié)省額外的中繼器成本。

  LoRa是LPWAN通信技術(shù)中的一種,是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術(shù)的超遠距離無線傳輸方案。

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  表 1 現(xiàn)代主流無線方案參數(shù)對比

  LoRa最大的優(yōu)勢就是低功耗,易組網(wǎng),成本低,傳輸距離遠等等。而且LoRa非常適合大規(guī)模部署,比如在智慧城市中的市政設(shè)施檢測或者無線抄表等應(yīng)用領(lǐng)域,可大大減少人工作業(yè)和施工布線成本。

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  圖 3  LoRa無線抄表系統(tǒng)

  ZM470SX系列模塊是ZLG致遠電子自主研發(fā)的一款工業(yè)級射頻無線產(chǎn)品。模塊采用源自軍用戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)的LoRa調(diào)制技術(shù)設(shè)計,完美解決了小數(shù)據(jù)量在復(fù)雜環(huán)境中的超遠距通信問題。

  相較傳統(tǒng)調(diào)制技術(shù),ZM470SX系列模塊在抑制同頻干擾的性能方面也具有明顯優(yōu)勢,解決了傳統(tǒng)設(shè)計方案無法同時兼顧距離、抗擾和功耗的弊端。另外模塊集成了+20dBm的可調(diào)功率放大器,針對應(yīng)用于遠距離傳輸且對可靠性要求極高的場合。

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  表 2  LoRa與普通470模塊參數(shù)對比

  ZLG致遠電子為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域推出了智能無線網(wǎng)關(guān)IoT-3968L,以ARM9為核心,采用兩路MiniPCIE接口設(shè)計,并提供多種可選配的無線接口模塊(采用MiniPCIE接口設(shè)計,包括Wi-Fi、zigbee、LoRa、GPRS/3G/4G等),方便客戶快速搭建合適自身行業(yè)的智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。

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  圖4  IoT-3968無線網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品

  案例特點:

  l高可靠性:LoRa模塊采用軍用的調(diào)制技術(shù)設(shè)計,可有效保障小數(shù)據(jù)量在復(fù)雜環(huán)境中的超遠距離傳輸問題;

  l集抄范圍廣:LoRa模塊節(jié)點擴容冗余大,接入地點無限制,能滿足城市、山區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的接入需求;

  l建設(shè)成本低:LoRa模塊內(nèi)置在電表和電力集中器中,解決了布線難題,可快速組網(wǎng),也免去了后期線束維護費用。

  ZLG致遠電子可為客戶從底層數(shù)據(jù)收發(fā)、傳輸?shù)娇刂菩纬烧捉鉀Q方案,并為用戶提供評估套件,協(xié)助進行測試,幫助用戶快速上手,早日推出終端產(chǎn)品搶占市場先機。

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  圖5  LoRa模塊評估板


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