《基于不同無線通信方式的智能水表比較研究》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于不同無線通信方式的智能水表比較研究（2頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、基于不同無線通信方式的智能水表比較研究
摘要]隨著無線通信技術(shù)的飛速開展，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用越來越廣泛，水務(wù)行業(yè)采用的傳統(tǒng)抄表方式已不能滿足現(xiàn)代管理需求。智能水表具備抄表自動化、遠程化、設(shè)備智能化等特點，能夠有效提升抄表的準(zhǔn)確性和及時性，同時也會帶來計費方式的變化。基于此，本文對智能水表的無線通信方式進行比較研究，旨在為智能水表的選擇、數(shù)據(jù)采集及管理打下根底。
[關(guān)鍵詞]無線通信方式;智能水表;智能水表系統(tǒng)
2021
[中圖分類號]TH814.2[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1673-0194〔2021〕04-00-02
0引言
傳統(tǒng)抄表方式效率低，發(fā)生人為錯誤的可能性高，且抄表人員必須
2、到現(xiàn)場，而應(yīng)用智能水表可有效解決這些問題。目前，公用事業(yè)企業(yè)均開始使用智能表計〔智能水表、智能燃氣表、智能電表等〕。但智能表計的覆蓋率存在差異，電力企業(yè)根本實現(xiàn)了智能表計全覆蓋，水務(wù)企業(yè)的智能表計覆蓋率還有很大的提升空間。
1不同通信方式的智能水表系統(tǒng)比較
智能水表系統(tǒng)包括基表、采集器/中繼器、集中器、上位機管理系統(tǒng)和傳輸網(wǎng)絡(luò)。通信方式包括有線方式、GPRS、LoRa、NB-IoT等，其中LoRa、NB-IoT等通信方式正在試點階段。不同通信方式智能水表系統(tǒng)組成如圖1所示。本文從智能水表系統(tǒng)組成、采集模式、故障報警、集中器和備用方案等方面，對NB-IoT、LoRa、GPRS的通信方式進行比
3、較。
1.1NB-IoT通信方式
①智能水表系統(tǒng)組成。基表、光電轉(zhuǎn)換模塊、NB-IoT抄表模塊、數(shù)據(jù)接收效勞器。②采集模式。每天定時集中上報數(shù)據(jù)，NB-IoT抄表模塊可保存1個月的數(shù)據(jù)。③故障報警。設(shè)備故障、電池缺乏時，會自動記錄并上報。④集中器。不需要集中器，需要NB-IoT信號覆蓋。⑤備用方案。NB-IoT抄表模塊出現(xiàn)故障時需要更換，最近1個月的數(shù)據(jù)可通過工具讀取上傳;某塊表NB-IoT信號不好時，通過加裝天線來改善。⑥數(shù)據(jù)流量。每塊表需要NB-IoT數(shù)據(jù)流量。
1.2LoRa通信方式
①智能水表系統(tǒng)組成?；怼⒐怆娹D(zhuǎn)換模塊、LoRa抄表模塊、LoRa集中器、手持抄表機、LoRa中
4、繼器和數(shù)據(jù)接收效勞器。②采集模式。每天定時集中上報數(shù)據(jù)，集中器可保存1個月的數(shù)據(jù)，居民區(qū)環(huán)境下一個集中器可接入500個表計，覆蓋半徑約500m。③故障報警。當(dāng)設(shè)備故障、電池缺乏時，會自動記錄并上報;集中器的配置和狀態(tài)也會自動與效勞器同步。④集中器。需要集中器，可通過GPRS/WIFI/RJ45上傳數(shù)據(jù)，需要外部供電。⑤備用方案。當(dāng)集中器出現(xiàn)故障，無法自動上報數(shù)據(jù)時，可采用手持抄表機人工抄報;LoRa抄表模塊故障時需要更換設(shè)備，故障期間數(shù)據(jù)會喪失;某塊表信號不好時，可通過集中器位置、增加中繼器方式改善。⑥數(shù)據(jù)流量。集中器采用GPRS上報數(shù)據(jù)時需要數(shù)據(jù)流量。
1.3GPRS通信方式
①智能水表
5、系統(tǒng)組成?；怼⒐怆娹D(zhuǎn)換模塊、GPRS抄表模塊、數(shù)據(jù)接收效勞器。②采集模式。每天定時集中上報數(shù)據(jù)，GPRS抄表模塊可保存1個月的數(shù)據(jù)。③故障報警。當(dāng)設(shè)備故障、電池缺乏時，會自動記錄并上報。④集中器。不需要集中器，需要GPRS信號覆蓋。⑤備用方案。GPRS抄表模塊故障時需要更換，最近1個月的數(shù)據(jù)可通過工具讀取上傳;某塊表GPRS信號不好時，通過加裝天線來改善。⑥數(shù)據(jù)流量。每塊表需要GPRS數(shù)據(jù)流量。
2基于不同無線通信方式的智能水表測試
本文搭建智能水表的無線通信測試平臺，引入4家通信運營商和4家水表廠商配合測試，結(jié)合智能水表與通信基站的通信信號情況，選擇有代表性的居民小區(qū)安裝智能水表，對數(shù)
6、據(jù)采集成功率、數(shù)據(jù)可靠性、網(wǎng)絡(luò)信號強度等關(guān)鍵指標(biāo)進行比較。
2.1數(shù)據(jù)采集成功率
以15天為采集周期，以4組智能水表應(yīng)采數(shù)據(jù)量、實際采集數(shù)據(jù)量為基準(zhǔn)，計算數(shù)據(jù)采集成功率。數(shù)據(jù)采集成功率分析如表1所示。
LoRa的智能水表抄表數(shù)據(jù)先會聚到水表廠商效勞器，再會聚到水務(wù)企業(yè)數(shù)據(jù)管理中心，通過關(guān)鍵數(shù)據(jù)〔如日凍結(jié)累計流量〕統(tǒng)計水表廠商和水務(wù)企業(yè)兩端數(shù)據(jù)的一致性。
2.2數(shù)據(jù)可靠性
從抄表數(shù)據(jù)中選取10天的日凍結(jié)累計流量〔單位：L〕進行數(shù)據(jù)可靠性分析，檢查數(shù)據(jù)是否存在突變、溢出正常范圍，以保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的可靠性。A組日凍結(jié)累計流量分析如圖2所示。
2.3網(wǎng)絡(luò)信號強度
網(wǎng)絡(luò)信號強度綜合分析將
7、信號強度分為4個等級〔強、較強、弱、較弱〕，4個分組分別獲取連續(xù)15天的信號強度數(shù)據(jù)，根據(jù)4個等級進行分組統(tǒng)計分析。通過比照一定周期內(nèi)的測試數(shù)據(jù)，基于NB-IoT的A組〔CoAP協(xié)議〕、B組〔UDP協(xié)議〕的智能水表在數(shù)據(jù)采集成功率、數(shù)據(jù)可靠性和網(wǎng)絡(luò)信號強度等方面均優(yōu)于基于LoRa的C組和D組，需要對測試數(shù)據(jù)進行更長周期的跟蹤，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)覆蓋、硬件與通信費用本錢，確定智能水表選擇的最優(yōu)方案。
3應(yīng)用前景及展望
隨著水表基表技術(shù)、傳感技術(shù)、無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和電源技術(shù)的開展與成熟，以及水資源管理力度的加強和智能小區(qū)工程推進速度的加快，作為用水計量器具和數(shù)據(jù)遠傳管理工具的水表自動抄表系統(tǒng)，具有良好的應(yīng)用前景和廣闊的開展空間。因此，企業(yè)未來還需要建立完整的平臺來支撐規(guī)模化的智能水表管理，包括表計檢測、抄表數(shù)據(jù)采集及存儲、抄表業(yè)務(wù)管理、表計設(shè)備運維管理、抄表數(shù)據(jù)增值效勞等，平臺的核心是基于云平臺、支持高頻、高并發(fā)的數(shù)據(jù)采集和存儲，支持智能水表和上端抄表業(yè)務(wù)的閉環(huán)，并為智慧水務(wù)提供大量的根底數(shù)據(jù)。
主要參考文獻
【1】王宗輝，張世豪，姚靈.智能水表技術(shù)及開展趨勢[J].儀表技術(shù)，2021〔6〕.
【2】倪巍，劉弢.智能水表遠程自動抄表系統(tǒng)的研究及應(yīng)用[J].計量技術(shù)，2021〔10〕.
基于不同無線通信方式的智能水表比較研究
