[实用新型]一种采用LoRaWANClassB模式的无线水表

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线抄表等技术领域，特别是一种采用LoRaWAN Class B模式的无线水表。

背景技术

传统的无线水表通常采用高斯频移键控GFSK方式，把输入信号经高斯低通滤波器预调制滤波后，再进行FSK调制的数字调制方式。这类GFSK无线模块的接收端为了可靠地解调无线信号，一般需要8dB的最小信噪比（SNR），这就导致可靠的通信距离有限，且抗干扰能力差。相对于LoRa技术方式，SNR会差距33dB，因为LoRa的SNR为-25dB。在空旷地带，传统FSK方式的通信距离一般小于800米，而LoRa理论上可达15公里，在城区也可达2公里。同时传统FSK方式相比较LoRa技术方式，功耗更高，采用电池供电时，寿命相对就更短。而且传统的无线抄表系统一般为三级组网结构，安装维护复杂。

传统的无线水表也有采用类似ZigBee等短距离组网的无线技术，此类产品由于通信距离近，需要设备更多的ZigBee路由器，用于通信中继，无形中增加了硬件开支和运维成本。

而同样采用LoRa技术的无线水表及抄表系统，一般使用信道活动检测器(CAD)来检测其他LoRa信号，通过周期性的休眠和空中唤醒来实现抄表功能。但由于LoRa无线传输距离远，布点相对规模大，采用CAD唤醒模式，会导致经常性的误唤醒，无线接收机从信道获取数据的LoRa前导码符号，在此期间要消耗Rx模式的电流。这样会造成不断处于唤醒、进入休眠待机、再次被唤醒的状态，实际功耗与理论功耗不符，减少了电池的续航时间。同时，此类的抄表系统通常采用树状拓扑结构，延续了早期有线抄表的思维惯性，无线信号互相干扰现象严重。

也有部分采用LoRa技术的无线水表及抄表系统，建立Mesh（网状拓扑结构）自组网方式，类似ZigBee的Mesh自组网中的路由节点，每个设备都可以相互无线连接，可以选择最优通信路径，但是正因为每个设备都能成为别人的中继点，经常性唤醒和干扰不可避免，功耗大大增加，无线水表终端需要更大的电池容量或者采用太阳能供电等其他方式。

而传统的大口径水表抄表终端，更多采用GPRS通信方式，直接将采集信号传输至平台，不但通讯连接也不稳定，功耗也大，这种组合的技术方式基本处于即将淘汰的状态。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低功耗、可按时间间隙共享通信信道且不易误唤醒的、电池续航时间更长的LoRa无线水表。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种采用LoRaWAN Class B模式的无线水表，通过扩频通信技术将采集到的用水信息，传输至LoRa远传网关，包括微处理器单元，及与所述微处理器单元连接的LoRa模组、巨磁阻传感器、NFC模块、接口单元、供电单元、报警模块、时钟模块、显示单元。

进一步地，所述供电单元分别为所述微处理器单元、所述LoRa模组、所述巨磁阻传感器、所述NFC模块、所述接口单元、所述报警模块、所述时钟模块、所述显示单元供电。

进一步地，所述NFC模块内置于所述LoRa模组中，用于通过NFC近场通信技术进行参数读取与配置。

进一步地，所述LoRa模组以LoRaWAN Class B方式与LoRa远传网关连接，按所述LoRa远传网关分配给自己的时隙将相关采集到的信息传输到所述LoRa远传网关。

进一步地，所述巨磁阻传感器采用一种小尺寸封装的低功耗且输出方波信号的TMR传感器，通过检测旋转磁场进行水表用水计量，同时根据旋转角度，判断水流的正反方向。

进一步地，所述接口单元包括有电机驱动接口、以太网接口、USB接口；所述电机驱动接口通过直流电机驱动，可外接阀控模块，用于通过云端平台发起点抄、阀控等反向操作动作。

进一步地，所述NFC模块与NFC线圈连接，通过带有NFC功能的手机唤醒所述无线水表，结合使用配置参数专用APP，进行所述无线水表的功能配置、数据读取以及程序升级。

进一步地，所述时钟模块通过LoRa远传网关上的基准时间进行时间校准和同步，减少通讯信息的同步时差。

进一步地，所述供电单元包括有电池、LDO及滤波整流电路、电池电量检测电路及温度检测电路；所述温度检测电路紧贴于所述电池，用于检测所述电池及水表壳体内环境温度。

进一步地，所述电池经过所述LDO及滤波整流电路后提供稳定的电压为所述无线水表供电，并通过所述电池电量检测电路检测所述电池的当前电压，并向所述微处理器单元反馈。