為什么LoRa可以在能源計量領(lǐng)域快速突破？

以往抄表是由抄表員逐一上門讀取用戶當(dāng)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(jìn)行統(tǒng)計、匯總、計費(fèi)等處理，效率很低，容易出錯，傳統(tǒng)抄表收費(fèi)模式的弊端逐漸成為能源計量公司提高管理水平的障礙。

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(jī)，手持式抄表機(jī)可理解為便攜式掌上型電腦，具有較強(qiáng)的運(yùn)算和儲存能力。抄表員抄表后，抄表機(jī)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(jī)直接開賬、打印賬單或各類工作單，工作效率大大提高。

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(fèi)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(lán)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)。

在低功耗廣域網(wǎng)(Low Power Wide Area Network, LPWAN)產(chǎn)生之前，似乎遠(yuǎn)距離和低功耗兩者之間只能二選一。當(dāng)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(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案。

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(yuǎn)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。

圖 3 LoRa無線抄表系統(tǒng)

ZM470SX系列模塊是ZLG致遠(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)距離傳輸且對可靠性要求極高的場合。

表 2 LoRa與普通470模塊參數(shù)對比

ZLG致遠(yuǎn)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。

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(yuǎn)距離傳輸問題;

l集抄范圍廣：LoRa模塊節(jié)點擴(kuò)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(hù)費(fèi)用。

ZLG致遠(yuǎn)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(jìn)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(jī)。

圖5 LoRa模塊評估板