LoRa是LPWAN通信技術中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式，為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量的系統，進而擴展傳感網絡。目前，LoRa主要在全球免費頻段運行，包括433、470、868、915MHz等。

以上三張圖片均是來自成都億佰特電子科技有限公司的LoRa模塊。LoRa模塊是一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式，為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量的系統，進而擴展傳感網絡。LoRa技術具有遠距離、低功耗、多節點、低成本的特性基于LoRaWAN的網絡能夠提供安全的數據傳輸距離遠的雙向通信，并且用最少的網絡基礎設施覆蓋城市區域，LoRa技術在智慧農業、智慧建筑、智慧物流等多種應用場景中都將得到廣泛應用。

本文設計了基于LoRa通信的無線水表抄表系統,其具有較高的精確性,廣泛的適應性和實用性。本文設計的無線水表抄表系統根據各個設備實現的不同功能,主要可分為水表、中繼器和集中器三部分,水表的主要功能是正轉流量統計、倒轉流量統計、磁干擾檢測、應急關閥和無線傳輸數據;中繼器的主要功能是對較遠的水表進行信號的中繼收發;集中器的主要功能是接收工作站指令,對水表進行管理、數據的采集和上傳。

設計中采用成都億佰特的LoRa 模塊，其嵌入高速低功耗單片機和高性能LoRa擴頻芯片SX1278 SX1276，SX1278 SX1276芯片的LoRa通信技術能夠解決在現代的大樓中,普通無線通信技術的信號無法穿透樓層抄到位于高樓中水表的問題,并且SX1278 SX1276具有低功耗模式和休眠喚醒技術,結合硬件與軟件的設計,使得由電池供電的水表和中繼器能夠保持超低功耗,解決了無線抄表中待機時間短的問題。設計中的通信協議是在有線抄表協議的基礎上結合無線抄表的功能需求加以改進而來。

水表、中繼器和集中器之間采用LoRa通信,主要用于集中器抄讀水表中數據。集中器在接收工作站指令和上傳數據時,采用的是GPRS通信。工作站需要抄表時,通過GPRS發送抄表指令,集中器收到指令后通過LoRa通信發送抄表指令到水表,水表收到指令后返回數據到集中器,集中器再將收到的數據返回到工作站,從而實現無線抄表的流程。

與傳統水表相比,采用LoRa技術的智能水表能準確、快速采集記錄居民的實時用水數據，提高了工作效率，保證服務質量。在用水高峰期間，用戶用水信息系統可對區域用水狀況進行全面監控、均衡調度，進而有效地的保障企業生產和居民生活用水。

審核編輯：湯梓紅