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我國是水資源需求大國，目前水表在用水計量、費用計算、供水控制和節(jié)水管理等方面扮演著重要角色。但在很長一段時間內(nèi)，業(yè)界都使用傳統(tǒng)水表進(jìn)行水量數(shù)據(jù)采集，它們只能由人工上門抄表，極易造成誤讀、漏讀、錯記等問題，同時還不能與其他水務(wù)相關(guān)的智能設(shè)備和數(shù)據(jù)中心通信，從而不僅給用戶和水務(wù)公司帶來諸多困擾，還制約了水務(wù)企業(yè)利用App來與客戶互動和提供增值業(yè)務(wù)。
近年來，隨著我國水資源管理及國家節(jié)水行動政策的出臺，以及新型城鎮(zhèn)化、智慧城市、節(jié)水型城市的建設(shè)政策的推行，都對水表提出了智能化的需求。在我國正在大力推進(jìn)的智慧城市建設(shè)中，僅在“十三五”期間就實施了三個批次、共計277個智慧城市試點工作，并取得了較好效果，同期智慧城市建設(shè)市場規(guī)模達(dá)到了4萬億元。
智能水表是一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)對用水量進(jìn)行計量并進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新型水表。與傳統(tǒng)水表一般只具有流量采集和機械指針顯示用水量功能相比，智能水表可為水務(wù)企業(yè)帶來多項新的價值。同時，LoRa?等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在快速地發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用，使人們進(jìn)入了一個萬物互聯(lián)的智能世界，也為傳統(tǒng)水表向智能水表的轉(zhuǎn)型升級提供了基礎(chǔ)性的技術(shù)支持。
智能水表除了可對用水量進(jìn)行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對用水量進(jìn)行控制，并且自動完成階梯水價的水費計算，同時可以進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)的存儲和分析，并通過水務(wù)公司的數(shù)據(jù)中心推送到用戶的App上。隨著我國大力推進(jìn)智慧城市建設(shè)，智能水表作為智慧城市建設(shè)中智慧水務(wù)建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)，正迎來巨大的市場需求空間。
圖1：2016-2022年智能水表市場規(guī)模及預(yù)測
因為用水場景無處不在，所以智能水表量大面廣、安裝環(huán)境復(fù)雜，這對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的選用提出了更高的要求。在實際應(yīng)用中，水務(wù)企業(yè)和水表廠商發(fā)現(xiàn)許多物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)信號覆蓋弱、抗干擾性差，無法很好地適用于智能水表。而LoRa無線通信技術(shù)的出現(xiàn)給智能表計的發(fā)展帶來了巨大的契機。LoRa具有鏈路預(yù)算高、信號抗干擾強、功耗低、易部署等特點，與無線抄表的應(yīng)用需求十分契合。
福州東日信息技術(shù)有限公司（以下簡稱“東日信息”）是一家專注于LoRa等物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)、傳感測控技術(shù)研發(fā)及推廣應(yīng)用的方案提供商，致力于為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)提供完善、多維度的無線通信解決方案，也是最早加入LoRa聯(lián)盟的中國企業(yè)，亦是國家級高新技術(shù)企業(yè)。東日信息從2015年開始自主研發(fā)LoRa無線抄表方案，已有百萬級的模塊和水表在全國應(yīng)用。
在智能表計的實際應(yīng)用中，為滿足水務(wù)公司和居民的多方需求，解決漏損、結(jié)算、運營成本、水表功耗等行業(yè)的四大痛點，東日信息研發(fā)了LR mesh自組網(wǎng)方案。該方案采用Semtech的SX126x芯片來提供物聯(lián)網(wǎng)連接，無需依賴任何第三方即可進(jìn)行快速組網(wǎng)，抄讀率高達(dá)99%以上，不僅利用超低功耗降低了運行成本，還可以配合客戶的大數(shù)據(jù)云平臺，更好地服務(wù)公用事業(yè)應(yīng)用。
東日信息基于LR mesh自組網(wǎng)技術(shù)的智能水表方案由基表和遠(yuǎn)傳單元組成，遠(yuǎn)傳單元對基表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸。憑借LoRa的超低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸和部署靈活性，東日信息基于LR mesh自組網(wǎng)智能水表解決方案具有以下主要特點：
- 節(jié)點容量大：每個網(wǎng)絡(luò)由1個網(wǎng)關(guān)、最多55個中繼、最多2047只水表組成
- 身份識別：所有產(chǎn)品均自帶8字節(jié)長度的UID作為產(chǎn)品的網(wǎng)內(nèi)身份識別
- 現(xiàn)場配置：支持APP現(xiàn)場進(jìn)行表計配置和信息獲取，便于維護(hù)。其中網(wǎng)關(guān)、中繼器內(nèi)置藍(lán)牙5.0，水表內(nèi)置NFC
- 自動組網(wǎng)：中繼和水表自動組網(wǎng)，形成樹狀網(wǎng)絡(luò)，減少人工介入，方便現(xiàn)場安裝
- 專利技術(shù)：東日信息專利磁阻傳感技術(shù)，能識別水流正反轉(zhuǎn)和磁攻擊干擾
- 高防水等級：IP68
- 安全可靠：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間通訊具有失敗重傳和加密功能，提高通訊的安全性
50mW/200kHz(e.r.p)、單次發(fā)射持續(xù)時間不超1秒
- 功率控制：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間通訊具有功率控制功能，在保證通訊可靠性的基礎(chǔ)上減少對外界的干擾，綠色環(huán)保
該方案的系統(tǒng)框圖以及現(xiàn)場部署圖片如下：
圖2：LR mesh自組網(wǎng)智能水表系統(tǒng)框圖
圖3：LR mesh自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署1
圖4：LR mesh自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署2
圖5：LR mesh自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署3
圖6：LR mesh自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署4
福州東日信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理黃小文表示：“智慧水務(wù)的不斷推進(jìn)，對終端計量產(chǎn)品的應(yīng)用性能提出了更高要求。我們很榮幸能與Semtech合作，利用SX126x芯片開發(fā)出LR mesh自組網(wǎng)抄表方案，該方案具有現(xiàn)場部署簡單、信號覆蓋無死角、抄表率高達(dá)99%以上等優(yōu)勢，為現(xiàn)代水務(wù)管理向更加精細(xì)化、信息化、智慧化方向發(fā)展提供可靠支持?！?/p>
東日信息的愿景是成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，助力中國各個領(lǐng)域的智能物聯(lián)升級。除了在智慧水務(wù)行業(yè)有落地應(yīng)用外，在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)內(nèi)還有諸如電力故障指示器、電力無線測溫等解決方案，在消費電子行業(yè)有藍(lán)牙打印機主板、透傳模組等方案。東日信息憑借著豐富的應(yīng)用和項目經(jīng)驗，為諸多領(lǐng)域帶來了智能高效的解決方案。東日信息致力于成為領(lǐng)先的智能水表OEM/ODM服務(wù)商，為水表基表廠家升級為智能水表廠家提供全面解決方案。
Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東說道：“Semtech很高興看到東日信息推出的LR mesh自組網(wǎng)抄表方案，該方案的特點與LoRa自組、安全、可控的特性相得益彰。采用LoRa的智能水務(wù)方案具有很高的社會效益，可省去現(xiàn)場抄表從而減輕工作壓力；同時可動態(tài)調(diào)整水壓，減少用戶投訴；還可以引導(dǎo)用戶節(jié)約用水, 加強環(huán)保意識；而這些正是Semtech的LoRa物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用目標(biāo)。未來LoRa將在政策和需求的雙驅(qū)動下，繼續(xù)推動智能水表行業(yè)快速發(fā)展。”
智能水表也正在給整個社會創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益：可通過數(shù)據(jù)分析排除異常， 減少漏損；在節(jié)約成本、節(jié)省開支的同時提高效率；用戶可利用App完成諸如自助繳費等服務(wù), 幫助用戶和水務(wù)公司提升資金使用效率。智能水表既可實時監(jiān)測水表的運行狀態(tài)，又可對水質(zhì)、水壓等進(jìn)行監(jiān)測，在方便水務(wù)公司對居民用水進(jìn)行管理的同時，又有促使居民合理用水、節(jié)約用水。LoRa憑借著低功耗、遠(yuǎn)距離、易部署、抗干擾性強等特點，已在智能抄表領(lǐng)域有著成熟的、大規(guī)模的應(yīng)用。
