基于LoRa的远程预付费系统的设计与选型

    朱鹍

    安科瑞电气股份有限公司  上海嘉定  201801

     

    摘要:针对基于ZigBee技术实现的无线抄表系统传输距离近、抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于LoRa的新型远程抄表系统。该远程抄表系统由路由模块、中继器及表端模块组 成,这三大模块均使用低功耗射频芯片SX1278。在抄表过程中,针对该系统提出了4种路径探测命令帧。该系统能将集中器端的无线信号进行中继转发至表端,延长无线通信距离。 测试结果表明,该抄表系统稳定可靠、抄表范围广、组网时间短,具有广泛的应用前景。

    关键词: 远程抄表;LoRa;SX1278;探测命令帧

     

    0引言

    随着工业自动化、城市居民住宅建设和农村小城镇建设的日益发展,立电能表数量*增多,抄表计量也日趋复杂。传统的人工电力抄表方式已不能满足当今社会的需求,远程抄表已成为智能电网中重要的组成部分。近年来,利用 ZigBee 技术构造的无线自动抄表系统的技术水平有了长足的进步,但是ZigBee只适用于近距离传输,通信距离为100m,且ZigBee网络很*产生同频干扰,影响网络质量;在实际应用中由于电能表安装的物理 范围广而且有些地区遮挡物较为严重等问题,不能将电能表数据全部抄回。为解决上述问题,本文提出了一种基于LoRa的新型远程抄表系统,该抄表系统通信距离远、功耗低,能很好地满足无线智能抄表系统的需求。系统通过中继器将无线信号进行中继转发,建立有效、快捷 且可靠的路由路径,将电能表数据抄读回来。 基于SX1278的LoRa是一种新型无线通信技术,它利用了的扩频调制技术和编解码方案,增加了链路预算,具有好的抗干扰性 

     

    系统总体设计方案

    基于LoRa的远程抄表系统由路由模块、中继器、电能表组成。路由模块对电能表集中管理,并且负责对电能表的数据抄读;中继器负责为电能表中继无线信号;电能表为系统的从设备,也是中心设备,所有其他设备都是为了抄读电能表的计量数据服务。系统运行时,由于电能表安装的物理范围广,必然存在直抄近端区及中继远端区这两种情况。对于直抄近端区,可以通过无线模块直接抄读;对于中继远端区,需要通过中继器进行无线数据转发,系统设计框图如图1所示。

    作者简介朱鹍,女,就职于安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为企业能源管控


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