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無線模塊應(yīng)用解決方案
- 解決方案
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隨著農(nóng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展，用電戶量增加，用戶分散且管理不便，傳統(tǒng)人工抄表方式效率低下，經(jīng)常會出現(xiàn)漏抄，誤抄的情況，還要布置大量的線纜，極大地增加了抄表成本，且用戶分散、偏遠造成布線極不方便。智能無線抄表系統(tǒng)的誕生，一舉攻破了這些難題，它的全自動化抄表方式取代了傳統(tǒng)的人工抄表，更便捷、高效、準(zhǔn)確。
近年來SX1278 LoRa模塊的應(yīng)用也越來越廣泛，技術(shù)也越來越成熟。致力于開發(fā)射頻模塊的公司也熱衷于SX1278 LoRa模塊的專研。例如，深圳市硅傳科技有限公司的SX1278 LoRa，大大加強了抗干擾能力，更甚的是在硬件上加上了PA以及LNA，對傳輸距離進一步提升。總的來說，SX1278 LoRa模塊的發(fā)展一直沒停下腳步，而應(yīng)用也不僅僅在無線抄表上。
LoRa無線抄表系統(tǒng)主要包含四部分，無線水、燃氣表（內(nèi)置LoRa模塊），遠傳網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，終端。下文簡要介紹LoRa無線抄水表系統(tǒng)
無線水表相當(dāng)于各個終端節(jié)點，內(nèi)含LoRa模塊，我們需要了解它們的基本功能以及相關(guān)的一些參數(shù)：
1.水量、內(nèi)置電池電壓、溫度的采集
這里不詳細介紹數(shù)據(jù)如何采集。采集完的數(shù)據(jù)主要通過通信接口傳遞給主MCU。SX1278芯片正常工作的電壓范圍是1.8~3.7V，同時其他芯片也具備一定的工作電壓范圍。這里就需要設(shè)置一個低電壓的標(biāo)準(zhǔn)，用于內(nèi)置電池低電壓電量的報警。SX1278芯片正常工作的溫度范圍是-40~+85℃，同理其他芯片也具備一定的工作溫度范圍。這里就需要設(shè)置高、低溫度的標(biāo)準(zhǔn)，用于溫度報警。
2.定時上傳信息
數(shù)據(jù)的采集并不涉及無線方面的通信，但這些信息需要通過網(wǎng)關(guān)上傳給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（網(wǎng)關(guān)相當(dāng)于基站）。上傳的過程就涉及到了LoRa模塊的無線通信。這時我們需要知道目前SX1278芯片配置的調(diào)制方式（SX1278芯片同時支持FSK調(diào)制）、工作頻率、發(fā)射功率、空中速率等。SX1278芯片可工作在137~525MHz頻段，當(dāng)然這需要不同的硬件電路，當(dāng)處于休眠模式時，電流小于1uA；處于接收模式時，電流約為15mA；處于發(fā)射模式時約為100Ma@20dBm。
3.開關(guān)、閥門控制
該功能即下行通信，例如報警時強制關(guān)閉閥門等。
4.其他報警
如磁干擾報警，防止無線水表內(nèi)置模塊的損壞，或采集的水量、內(nèi)置電池電壓及溫度等數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
LoRa無線抄水表系統(tǒng)包含的遠傳網(wǎng)關(guān)部分，也可以稱作集中器或基站。一般一個小區(qū)分布有一個基站，這個基站負(fù)責(zé)抄收整個小區(qū)內(nèi)LoRa無線水表。一個網(wǎng)關(guān)可以對應(yīng)多個節(jié)點設(shè)備，可以通過輪詢的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集，網(wǎng)關(guān)通過標(biāo)準(zhǔn)IP與后端服務(wù)器相連接。這些通信均可以雙向通信。節(jié)點設(shè)備和網(wǎng)關(guān)的通信建立在不同的通信頻率和空中傳輸速率，空中傳輸速率的選擇需要在傳輸距離以及消息時延之間權(quán)衡。