原创 LORA/NBIOT低功耗无线抄表

一、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，独立电能表数量迅速增多，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，最远通信距离为100m，且ZigBee网络很容易产生同频干扰，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，最终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，它利用了先进的扩频调制技术和编解码方案，增加了链路预算，具有更好的抗干扰性。

二、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，所有其他设备最终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；