基于LoRa模块的无线远程抄表应用

1.项目介绍

传统的人工电力抄表方式存在数量大、分布广、误差大等缺点，而且有些电表安装地点偏远，有些则需要带电作业，危险比较大，需要花费大量的人力物力，除了造成资源的严重浪费外，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处。

随着城市居民住宅建设和农村小城镇建设日益发展，独立电能表数量迅速增多，抄表计量也日趋复杂，所以远程抄表已成为智能电网中的重要组成部分，其中无线传输方案必不可少。近年来随着LoRa技术的发展，可与GPRS网络技术相结合实现远程无线自动抄表。

使用 GPRS网络实现远程抄表系统，不仅拥有覆盖性广、通讯成本低，能够高效、实时的远程读取数据，而且还能提高电力单位对抄表业务的管理规划性，解决了布点分散难以管理的问题。尤其在用电高峰期，电力用户用电信息采集系统可对区域用电状况进行全面监控和均衡调度，有效地保障了企业生产和居民生活的用电。由此成为电力相关单位理想的电力抄表方案。

注：除了智能电表外，还可以是水表、燃气表，热力表等。

2.系统需求：

• 所有电表都可嵌入无线模块，其数据能够通过LoRa无线网络准确传到网关，再经由运营商2G/3G网络传到远端服务器；
• 在远程云管理平台上，能够进行实时监测和管理控制电表的数据；
• 管理人员可以通过手机APP随时随地查看电表的运行状态，快速进行用电户用电量查询；
• 除了远程能够采集到电表数据，抄表人员也能够在本地现场使用手持终端定时定点进行巡检用电校对；同时也能在本地通过RS232/485串口采集电表数据。

3.解决方案：

抄表系统由智能电表（内嵌F8L10D模块）、GPRS网关和服务器管理平台组成。电表的数据定时传给无线模块F8L10D，并将此数据通过LoRa无线网络汇总到F8114L GPRS网关，然后F8114L将LoRa无线数据转化成TCP/IP网络数据，再通过GPRS运营商2G网络和Internet公网，最终将数据传送到远端云服务器上。当然，同时也可以在本地中控室通过RS232/485串口接收到智能电表的数据。

系统星型拓扑如下图所示：

 

抄表系统由无线集中器和无线电表（内嵌LoRa模块）组成，集中器通过3G/4G无线网络接入Internet，将电表数据传输到数据中心。另可支持抄表人员，进行手持终端的巡检抄表。方便维护管理。

与传统电表相比,采用LoRa的智能电表准确、快速采集记录居民的实时用电数据，提高了工作效率，保证服务质量。在用电高峰期间，电力用户用电信息系统可对区域用电状况进行全面监控、均衡调度，进而有效地的保障企业生产和居民生活用电。