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基于LoRa学生宿舍智能预付费系统设计与应用

发布时间: 2021-10-20  点击次数: 109次

摘要介绍了一种利用LoRa协议实现技工院校学生宿舍智能抄表系统的设计方案。LoRa具有低功耗、远距离、低延时的特点。抄表系统操作简单,具有无扰安装、灵活配置、实时监控、扩展应用等特点

关键词: 物联网;LoRa;智能抄表

 

0引言

学生宿舍的水电表计量一直是学校管理的难点之一。由于学生住宿集中,水电表数量多,抄表工作量大,给学校后勤工作带来了较大的压力。近年来兴起了多种智能抄表系统,实现了智能计费、在线查询等功能。有效地解决了人工抄表带来的繁琐等问题。

抄表系统提供了全新的解决方案,经过试用解决了以前技术存在的问题,具有推广价值。

 

Lora概述

LoRa是一种采用扩频技术的无线传输通讯方案,该方案解决了超远距离无线数据传输的难题,该方案工作在全球公共通讯频段。平衡了超远距离和超低功耗,能够提供具有远距离、长电池寿命、低延时、大容量等优点的无线通讯解决方案。选择LoRa方案是因为智能抄表应用中,数据吞吐量不大,而对于终端的持续在线运行时间要求较高。LoRa能够维持终端电池的使用时间长达数年,且通讯距离可达5000m,穿墙能力。特别适用于智能抄表这类长距离小流量数据通信使用。LoRa通讯方案由使用LoRa芯片的数据采集终端——智能表和LoRa集中器组成。采用简单的星型拓扑结构。在这个结构中,LoRa集中器作为中继,链接使用中的终端端设备和后端服务器。网关与服务器通过标准的IP6协议络进行连接,由于网关充当透明中继,终端设备可以和多个网关通信,所有的节点可进行双向通信。

系统组成

LoRa 技术采用星形网络架构,与网状网络架构相比,具有低延迟的简单的网络结构。基于LoRa的扩频芯片,可以实现水表、电表与集中器直接组网连接,构成星形。由于LoRa技术传输距离远,应用于智能水表、电表远程通信时无需中继器,使用简单的星形组网就可以建立LoRa微功率网络,因此其通信网络结构为典型的星形网络结构,如图1所示。


3安科瑞AcrelCloud-3200预付费水电云平台

3.1 系统方案

 

系统为B/S架构,主要包括前端管理网站和后台集抄服务,配合公司的预付费电表DDSY1352DTSY1352系列以及多用户计量箱ADF300L系列,实现电能计量和电费管理等功能。另外可以选配远传阀控水表组成水电一体预付费系统,达到先交费后用水的目的,剩余水量用完自动关阀。

3.2 系统功能

 

AcrelCloud-3200预付费水电云平台由云平台-网关-预付费电能表组成,通过通信网络完成系统到表的充值、查询、监控、控制及短信报警等功能。
   
本系统适用于一些大集团和大物业,往往需要将多个物业环境、分散于各地的物业集中式收费和管理,面临着数据公网传输,财务操作分散,在线支付,总部财务扎口等复杂的需求。


远程集中抄表:抄表信息通过网关实时上传到云平台,快速便捷,免去人工抄表 。

   水表预付费:可是查看某区域水表的实时状态信息,并可以进行单表或批量设置水价控阀等操作。

   远程售电:财务集中管理,电量实时下发,并比对充值次数,方便快捷。

   能耗分析:用户和管理员都可查询预付费表或管控表每天的用能状况;

   在线支付:商户可以通过小程序或者微信公众号实现在线自助充值水电费,也可以实时关注商铺用水用电情况。

   短信提醒:金额不足或金额欠费提醒、电表充值到账提醒,都可及时短信通知商户。 

   远程控制:可对任意一块电表执行远程拉闸或保电等一系列远程控制操作,方便管理。

 

 

4.产品选型

7结束语

随着技工院校学生、后勤管理的信息化水平提高,得益于LoRa通信的低功耗长距离通信优势的智能无线抄表将是未来发展的趋势,将逐渐替代人工抄表和有线自动抄表。LoRa无线技术不仅能够适用于水电表,也可以推广到有限范围内,低功耗,远距离、低速率的数据传输、使能的物联网应用。特别是LoRa组成的物联网系统可以孤网运行,不依赖运营商,可以有效降低系统的使用费用。相信,LoRa技术将得到更广泛的应用。

 

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