LoRa水表使用说明书

一、概述

LoRa远距离无线远传智能水表是我公司为提高水表能耗参数的综合计费管理水平而设计的新兴技术。它以全自动的抄表方式取代了传统的人工抄表方式，和同类抄表系统相比，具有无需施工布线、网络结构自适应、免调试、免维护、运行稳定、方便扩展的特点。该系统采用先进的无线网络数据传输技术，对居民水表的使用状况进行实时采集，实现数据的集中存储和统一管理，减少了人工劳动，极大地提高了工作效率，为有关部门管理、统计、分析能源使用情况提供依据，使管理更科学、更高效。

1、应用范围

² 自来水公司

² 物业公司

² 企事业单位

² 学校宿舍等

2、系统功能

² 实时抄表功能

² 冻结抄表功能

² 设备档案管理

² 用户档案管理

² 数据统计分析

² 报表查询打印

² 操作权限管理

² 缴费结算管理

² 数据异常诊断

² 数据备份恢复等

二、参照标准和规范文件

² GB/T778-2007 封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表

² GB/T 778.1-2007冷水水表和热水水表（第1部分：规范）

² GB/T 778.2-2007冷水水表和热水水表（第2部分：安装要求）

² GB/T 778.3-2007冷水水表和热水水表（第3部分：试验方法和试验设备）

² JJG162-2009    冷水水表检定规程

² CJ/T 188-2004  户用计量仪表数据传输技术条件

² 信部无[2005]423号《微功率（短距离）无线电设备管理暂行规定》

² CJ/T 241-2007  饮用净水水表

² CJ/T 224-2012  电子远传水表

三、系统介绍

LoRa远距离无线远程抄表系统是我公司结合自身先进技术和用户实际应用需求而推出的一套具有极高性价比的自动抄表系统。该系统秉承公司在同类产品十余年的丰富经验，借鉴并结合了国内外数家著名同类产品的先进技术思路，运用了先进的计算机网络技术、无线网络技术、自动控制技术等，是目前国内最先进的远程抄表系统之一。

该系统依据公司强大的技术平台，运用了数十项先进技术和专利技术，完美地实现了对计量表用量信息、运行状况的远程监控，管理员足不出户即可监测计量表运行状态、掌握能耗使用规律，为管理部门合理资源分配、节约能源、提高管理效率提供了依据。

1、系统组成

无线远传水表远程抄表控制管理系统由无线远传水表、采集器、集中器和综合抄表管理系统软件组成。

2、系统网络结构

图一 无线远传水表远程抄表系统网络结构

该系统具有极好的兼容性和扩展性，既可以实现对无线远传水表进行管理，也可以实现水、电、气、热等多种类型智能表的综合管理。

每个小区仅用一个集中器，一张手机卡就可以实现整个小区所有表具的管理，可以兼容M_BUS/RS485有线远传和无线远传多种智能表；每台采集器可实现128户智能水表的抄收，带载量大，通讯可靠，安装方便。

3、系统运行原理

系统采用微软公司大型数据库SQL SERVER 2000，可以满足大容量数据存储的要求。管理软件采用网络化设计，既适用于本地一站式管理，也适用于多个管理部门的多重管理，如分公司和总公司之间、物业管理和行业管理之间等。

采集器和集中器均内置微功率多通道嵌入式无线数传模块，实现无线组网，是目前最先进的抄表方式，满足了不同建筑结构对工程施工简单、维护快捷的需求，也为提高物业管理和行业管理现代化水平提供了良好的基础。

集中器按照管理中心下载的抄表任务自动向各个采集器发送冻结抄表指令，抄取计量表各种数据信息，并具有数据补抄功能，可自动对未成功抄回的计量表进行补抄。集中器内部带有高精度时钟芯片和大容量非易失性存储器，可保存31天的日零点冻结数据和12个月的月末零点冻结数据。

系统初始化原理：

系统设计了自动搜寻采集器的功能，计量表和抄表设备即装即用、施工快捷，非常方便。计量表和抄表设备安装完毕后，无需人工干预，系统便能自动搜寻各设备的电子标签码（ID号）并自动存储，真正做到免调试、免维护的全自动抄表系统。

数据抄表方式：

系统抄表方式灵活，可根据不同的工作需求而进行不同的抄表工作，可分为如下几种操作模式：

数据全部抄收：选定一个抄表区域，将该区域所有智能表数据全部回传。

多表数据传输：选定一批智能表，将该批智能表的数据回传。

单表点抄：选定某一个智能表，将该表的数据回传。

而且，各种抄表模式均能指定日期（最近31天的日冻结数据和最近12个月的月冻结数据）抄表。

LoRa远距离无线远传水表

LoRa远距离无线远传水表用于计量管道中的水流量，同时具有无线数传功能。通过无线电波传输数据，防水、防潮、防攻击、防偷水、防破坏、抗磁、抗干扰、保密性能好。

水表零件和连接件采用的是符合水质卫生条件要求的无毒和无污染的优质材料，能耐水和大气的腐蚀，具有可靠的防腐层，其内部电路全部采用环氧树脂密封（试验证明可以浸泡在水中正常工作）。

二、功能特点

² 内置的微功率无线数传模块全数字化集成电路设计，采用LoRa扩频调试技术，具有抗干扰能力强，传输距离远，静态功耗低的特点。其中无线远传水表静态功耗小于5uA，保证水表电池使用寿命6年以上。

² 具有电池欠压提醒，无线远传水表在传输水表读数的同时将水表内的电池电压量一同上传。当无线远传水表出现缺电欠压现象时，抄表系统会自动将该水表列入异常水表并提醒使用方；

² 可以实现全天候实时通讯、实时进行抄控。

² 具有阀控功能，可以实现后付费和预付费两种工作模式；

² 水表具有唯一的识别码：水表地址；

² 水表去电池或电池无电情况下自动关阀；

² 水表在受到干扰时可自动关阀；

² 水表电路板采用纳米镀膜防水处理，防水防潮。

² 微处理器采用美国MICROCHIP系列纳瓦技术CMOS闪存单片机，宽工作电压和低功耗，内部EEPROM可擦写100,000次以上；

² 数据保持与恢复功能：在断电的情况下，表内数据可保存十年，通电时，具有恢复数据的功能，保证表内数据安然无恙；

² 抗攻击功能：水表采用了高可靠的传感器，具有很强的抗磁攻击能力，一般的外磁场干扰不会影响计量表的正常工作，同时管理系统对用户的非法攻击能进行有效的记录、报警提示等，提高了产品的可靠性；

² 基表采用压铸铜一次成型技术，数控机床加工，耐压高、无砂眼，不会出现爆表的现象，长期运行不会锈蚀，使用寿命长，工艺设计精确，表体一致性好，精度为B级，计量准确，稳定可靠；

² 字轮显示清晰易读，基表使用寿命十年；

² 计量表出厂时唯一ID编号，建立完整的生产、调试、使用和维护记录。

² 水表在预付费模式下可通过无线进行远程充值、远程调整单价。

² 无线远传水表上有机械读数显示，远程抄表管理系统上有与机械读数相对应的电子读数，同时在软件系统上应当有水表异常提示、阀门状态提示、电池电量提示等。

² 水表采用内部锂电池供电，电池使用寿命≮6年。无线通讯技术参数和指标符合电信部[2005]423号《微功率（短距离）无线电设备的技术要求。

² 具备双向通讯功能，集中器、采集器可以实时抄收表计实际数据；

² 无线远传水表具备实时无线唤醒，可以实现远程无线唤醒，实时响应上位机处理指令。

² 攻击关阀，具有防外电、磁攻击功能，当采样受到外部电、磁等攻击时，水表可以自动关闭阀门。

² 远程实时控阀，具有远程实时阀控功能，可实现预付费和后付费功能。

² 到位检测，具有开关到位检测功能。当常开式触点到位闭合时，表征开关阀已到位，可立即停止阀操作，能判断出开、关、阀门异常三种状态。

² 触发上传，无线水表平时一直处于睡眠，可通过触发，使水表上传一次实时数据。

² 低电关阀功能，当电池电压低于一定数值时，模块可以自动关闭阀门，并上传一次实时数据。

² 断电关阀，当水表断电后将自动关阀，防止因意外或人为断电；重新上电后，阀门回到断电前状态。

² 红色标注为带阀控水表所具有的功能，如果招标方招标为无线不带阀控水表，红色部分功能不用提供。

² 配套有手机APP，客户可通过下载手机APP查询自己的用水量，并能通过支付宝、微信支付等网络支付手段缴纳水费。水司管理方也可以下载手机APP，做到抄表、查询、稽查、远程控制等功能。

² 管理软件要求有报表功能。包括：日用量报表、日读数报表、月用量报表、月读数报表等。

三、技术参数

无线远传系统先进性

一、技术背景

目前，无线通讯技术突飞猛进，大到卫星遥控、无线移动网络等，小到家电、玩具车辆等的无线操控。随着现代科技的发展，一系列新技术的出现和应用，无线通讯技术发展势头强劲，已经越来越普遍的应用到生活中的方方面面。

在抄表领域，有实力的智能表生产厂家已经开始升级换代，无线抄表方式已成为远程抄表的发展趋势。目前，无线通讯模块已经高度集成为一块芯片，采用全数字化电路，数据通讯稳定可靠，早已告别了落后的模拟电路模块。在抄表设备内集成无线通讯芯片，实现无线组网，省去通讯线路的铺设和维护，使设备安装更加方便，施工更加简单，大大降低了系统的综合成本。

二、系统先进性

远程抄表系统所用技术均经过多年验证，系统成熟、稳定。系统设备采用高增益全向天线，具有信号传播能力强、覆盖面积大，不会出现信号死角和盲点，具有很强的现场适应性，抄表成功率达100%，和同类抄表系统相比，具有网络结构自适应、免调试、免维护的特点。

我公司系统先进性介绍：

² 系统全部关键技术均由公司自主研发，拥有自主知识产权，保证了系统的后期维护和升级，为用户提供长期技术支持和售后服务，免除用户后顾之忧；

² 系统具有自动搜寻采集器的功能，无需人工干预，自动完成调试，大大缩短了系统安装周期；

² 系统的关键部件——多通道无线数传模块，由公司自主研发和生产，采用全数字化集成电路，运用最先进的数项领先技术，保证系统稳定可靠；

² 无线通讯技术参数和指标符合信部无[2005]423号《微功率（短距离）无线电设备的技术要求》；

² 计量表的采集计数工作单元均装配在智能表内，数据采集、处理、存储等基础工作全由智能表本身完成，数据采集设备仅进行通讯联系，消除了外界因素对计量的影响；

² 电子单元完全由公司自主研发和生产，电子电路高度集成，产品故障率极低；

² 数据保存功能：计量表和抄表设备采用高可靠非易失性存储器，数据可保存十年以上，不会因为掉电而丢失或改变；

² 系统管理软件完全自主研发，终身免费升级。

三、先进技术

1、无线网络通讯频率自动校准技术

无线网络中，各设备通讯频率的一致性是决定网络正常运行的关键。由于电子元件本身的精度差异和环境温湿度变化的影响，无线通讯频率会逐渐偏移，导致网络稳定性下降，需要专业人员定期进行频率校准，这种方式费工、费时，增加成本开销。

本系统创新的采用无线网络通讯频率自动校准技术有效地解决了这一问题。该技术是利用网络中各设备的交互通讯，实现频率的自动校准：集中器以广播形式周期发送标准频率的无线信号，其他设备对接收到的标准频率信号进行评估，并和自身频率进行对比，自动调整频率差，使系统设备的通信频率始终保持一致。并且，各设备电子单元采用环境感知电路设计，能够根据周围环境温湿度的变化自动调整运行参数，使电子单元保持最佳性能，并结合电子单元的低噪放大电路设计，实现超高的信号接收灵敏度，不需要提高设备的发射功率，就可以成倍增加网络信号覆盖范围。

2、无线网络动态自维护技术

无线信号强度会受到周围建筑物、电器、温湿度等因素的影响不断变化，传统的无线网络需要加大信号发射功率或增加中继器以维持网络正常运行；当网络中的设备故障时，其信号覆盖范围内都会成为信号盲区，这既浪费资源，又不能保证网络的快速恢复。

为适应未知的、时变的网络环境，实现网络的自动维护、最大限度降低故障设备的影响区域，系统创新的采用了无线网络动态自维护技术：各设备设定唯一的通信识别码，集中器周期发送网络探听包，侦听无线信道活动状态，当网络空闲时，集中器以广播形式发起网络导航包（用于收集网络中的设备信息），集中器信号范围内的采集器将网络导航包解码后，提取出信号源的通信识别码、传输路径、中继级数等信息更新到自身的通讯链表中，并将自身的通信识别码和信号强度等状态信息附加到网络导航包中，当网络空闲时仍以广播形式传递给周围的采集器，如此循环下去，网络中的设备将会不断收到携带周围网络结构的导航包，并不断刷新自身的通讯链表，当链表存满后就不再发送网络导航包，此时，各设备将会形成相互间的通讯链路网，从而自动组建成多路径的、交织的通讯网络。

系统周期性的自动维护网络，能够随网络中设备的增减、信号强弱的变化，及时搜索到最佳通讯路径，实现设备的免调试、免维护、即装即用、快速组网的目的。

3、一种基于磁唤醒方式的无线抄表系统

针对电池供电的无线远传智能表，为降低整表功耗，延长电池使用寿命，我公司采用电磁唤醒技术。当系统抄表时，抄表设备向目标智能表发送特定频率的电磁波，激活智能表，使其处于数据通讯状态；当抄表结束后，智能表恢复到超低功耗的睡眠模式，从而达到降耗的目的。

4、无线抄表系统与有线抄表系统的对比

目前，抄表技术多种多样：无线、总线、载波等。其中无线抄表技术先进、成熟，易于实现，数据传输速率高，可靠性高，为目前抄表系统的主要发展方向。采用相应的信道编码技术，可使抄收率和数据可用率达到两个100%。

第一， 成本低廉。有线通讯方式的建立必须架设电缆，或挖掘电缆沟，因此需要大量的人力和物力；而无线数据传输方式无需架设电缆或挖掘电缆沟，节省了人力物力，投资是相当节省的。

第二， 建设周期短。当要把成千上万户居民计量表相互连接通讯时，采用有线的方式必须架设长距离的电缆或者挖掘漫长的电缆沟（尤其是对于边远地方的计量表），这个工程周期可能就需要数个月的时间。而用无线通讯方式，只需要架设适当高度的天线，工程周期只需要几天或者几周就可以，相比之下，无线的方式可以迅速建起通信链路，工程周期大大缩短。

第三， 适应性好。有线通讯的局限性太大，在遇到一些特殊的应用环境，比如遇到山地、湖泊、林区等特殊的地理环境或是移动物体等布线比较困难的应用环境时，将对有线网络的布线工程有着极强的制约力。而用无线通讯方式将不受这些限制，所以说无线通讯方式比有线方式有更好的更广泛的适应性，几乎不受地理环境限制。

第四， 扩展性好。在用户组建好一个通讯网络之后，常常因为系统的需要增加新的计量点，如果采用有线方式，需要重新的布线，施工比较麻烦，而且还有可能破坏原来的通讯线路。而采用无线通讯方式，相比之下有更好的扩展性。

第五， 设备维护上更容易实现。有线通讯链路的维护需要沿线路检查，出故障时，一般很难及时找出故障点。而采用无线通讯方式无需检查线路，出现故障时则能快速找出原因，恢复系统正常运行。

传统的有线通讯方式（包括RS485总线、M-BUS总线等）的自动抄表系统还存在以下不足：

l 布线工程量巨大，并可能会对现在的路面和墙体造成破坏；

l 线路编号备案管理繁琐，张冠李戴，容易出错；

l 施工改造周期长、穿墙打孔、布线施工扰民；

l 线路故障点不容易查找，线路更换麻烦；

l 系统铺设线路繁多，稍微有点规模的小区，就需要数万多条线路和线路接头，错综复杂，隐患众多；通讯线路明线铺设，容易遭受人为破坏而导致系统瘫痪；

l 铺设线路繁多，错综复杂，影响美观；

l 通讯线路接头众多，接头松动、氧化、虚接、反接等影响整条线路工作；

l 新的计量点增加非常麻烦，需要专门再铺设线路，开槽走线，费工费时；

l 容易和其它系统（如安防监控系统等）的线路铺设冲突，甚至会破坏原已有线路；

l 通讯线路容易遭受雷击破坏，甚至损坏整条通讯线路上的所有计量表和抄表设备；

l 需有详细的施工布线图纸并有专人定期维护线路，后期维护量不容忽视！

一、无线采集器

CJQ-W型采集器适用于无线远传型计量表的数据采集。

1、功能特点

² 内置双路微功耗多通道无线数传模块，支持8个网络通信频段；

² 采集器具有动态自组网功能，自动组网，无需人工干预，自动维护网络连接，无需设置、即装即用，支持10级中继路由；

² 采集器上、下行通道采用独立的无线数传模块，抗干扰能力强、数据采集效率高；

² 无线网络路由算法采用专利技术，技术领先、运行稳定可靠，安装方便，无需调试；

² 采集器微处理芯片采用高可靠、低功耗设计，运行稳定，使用寿命长；

² 采集器下行采用无线方式采集计量表数据，自动存储计量表数据信息，最大可存储256块计量表；

² 采集器采用非易失性高可靠存储器，掉电后数据可保存10年；

² 无线数据通信采用独有矩阵式编解码算法，有效过滤错误信息，保证数据的准确性；

² 采集器数据通讯规约参照“CJ/T 188-2004”，兼容性好。

2、技术参数

² 工作电源：AC 220V±20%，50HZ

² 上行通讯：微功率无线方式：1200BPS，空旷环境下通讯距离可达300米以上，支持10级中继路由，最大信号覆盖范围可达3千米

² 下行通讯：微功率无线方式：1200BPS，空旷环境下通讯距离可达2000米以上

² 静态功耗：<2W

² 带载能力：可管理256块表

² 工作温度：-25℃～＋65℃

² 相对湿度：5％～85％（不结露）

二、安装使用

1. 采集器采用壁挂式安装，具有三个固定孔，可直接固定于墙体表面；

2. 采集器室外安装时，应配置室外防护箱，应选择不被雨淋、不被强光直射的地方，安装位置应低于防雷网；

3. 采集器应选取在计量表相对集中的位置进行安装；

4. 采集器固定后，将配套天线可靠连接到采集器天线端子上，采集器天线固定位置应距离附近墙体水平距离30厘米以上，距地面高度1.5米以上；

5. 采集器供电应稳定，避免因供电中断导致的数据无法抄收，电源线应选用2×0.75mm2或者更粗的线材，并安装漏电保护装置；

6. 采集器接通交流220V、50Hz的交流电后，工作指示灯点亮，采集器开始正常工作；

7. 采集器具有上传和下传通讯指示灯，有数据通讯时，通讯指示灯点亮；

8. 安装完毕，记录采集器的ID编号，便于维护管理。

二、集中器

集中器是一个抄表区域的数据汇总设备，它通过微功率无线方式对其管辖的采集器进行数据采集、处理和存储，并支持GPRS无线移动网络与管理中心实现远程通信。

1、功能特点

² 采用优质工业级元器件，质量稳定，运行可靠；

² 内置微功耗多通道无线数传模块，支持8个网络通信频段；

² 无线自动组网，支持10级中继路由，最大信号覆盖范围可达3千米；

² 无线抄表网络具有动态自组网功能，无需人工干预，自动维护网络连接；

² 无线网络路由算法采用专利技术，技术先进、稳定可靠，安装方便，无需调试；

² 集中器具有自动寻找采集器功能，无需设置、即装即用，最大可存储255台采集器；

² 无线数据通信采用独有矩阵式编解码算法，有效过滤错误信息，保证数据的准确性；

² 采用32M大容量非易失性高可靠存储器，断电后数据可保存10年；

² 可以存储31天日冻结数据、12个月月冻结数据。

² 具有定时抄表、冻结抄表、预抄功能；

² 具有校时功能，时钟精度：≤±0.5s/d；

² 具备程序升级功能，可远程或本地升级集中器嵌入式程序；

² 采用16位主流CPU，96M主频，数据处理速度快；

² 每台集中器具有唯一地址编码，便于跟踪维护；

² 安装方式：壁挂式安装，室外安装需加装防护箱。

2、技术参数

² 工作电源：AC 220V±20%，50HZ

² 上行通讯：GPRS无线移动网络或公用电话交换网络

² 下行通讯：微功率无线方式：1200BPS，空旷环境下通讯距离可达300米以上，支持10级中继路由，最大信号覆盖范围可达3千米

² 静态功耗：<5W

² 带载能力：可管理255台采集器

² 工作温度：-25℃～＋65℃

² 相对湿度：5％～85％（不结露）

二、安装使用

1. 集中器采用壁挂式安装，具有三个固定孔，可直接固定于墙体表面；

2. 集中器室外安装时，应配置室外防护箱，应选择不被雨淋、不被强光直射的地方，安装位置应低于防雷网；

3. 集中器固定后，将配套天线可靠连接到集中器天线端子上，集中器天线固定位置应距离附近墙体水平距离30厘米以上，距地面高度1.5米以上；

4. 集中器需要安装一张开通GPRS包月套餐业务的移动品牌手机卡；

5. 集中器供电应稳定，避免因供电中断导致的数据无法抄收，电源线应选用2×0.75mm2或者更粗的线材，并安装漏电保护装置；

6. 集中器接通交流220V、50Hz的交流电后，开始正常工作；

7. 安装完毕，记录采集器的ID编号，便于维护管理。

                         综合抄表管理系统软件

综合抄表管理系统软件是为配合公司自主研发生产的集中器、采集器、抄表终端等而开发的一套综合抄表管理系统。本系统支持以太网方式、GPRS固定IP、GPRS非固定IP、RS485及232串行方式五种通讯方式的集中器终端，并支持后付费、IC卡预付费充值、远传预付费、IC卡+远传预付费充值四种付费方式；系统支持的表类型有一表一卡、一卡通系列冷水表、热水表、单相电表、三相电表、燃气表、热量表等。

综合抄表管理系统软件主要负责设备建档；与集中器终端进行通信,包括集中器参数设置、参数读取、抄收当前数据、日冻结数据、月冻结数据、定时抄表及表开关阀、远程充值等操作；IC卡预付费用户用户的卡开户、充值、补卡、更正、换表功能；远程预付费用户的远程充值、写应急卡、更正换表功能；后付费用户的数据结算及缴费功能及各种数据的查询分析统计。

系统操作简单、使用方便、数据安全性强、功能扩展方便，能最大程度满足客户的日常数据监控及营业收费等工作。并且，系统具有丰富的查询统计和打印功能，支持客户自己定义修改业务报表模板。

综合抄表管理系统软件具备中/英文网络版，可联网抄表缴费，采用SQL SERVER 2000数据库，能定时、定量上传数据，实时抄表，冻结抄表。

能分片区、楼栋管理用户信息；

可以多费用、多价格设置、具有权限管理功能、可自行更改单据格式；

有完善的数据自动备份功能；

报警功能：具有黑名单、电池欠压、防攻击报警等功能；

管理系统软件免费终身维护升级。

无线水表和采集器无线加密传输数据，采集器和小区集中器采用全无线方式连接，即数据从水表采集到终端接收全程采用无线方式传输。

水表数据采集具有自动纠错技术，抗干扰能力强，采集器之间能自动路由功能，自动组网接力传输数据，保证无盲点；

可采用手持移动抄录设备进行现场数据录入。

数据采集设备具有防雷功能，并采用防护安装箱（采用铝合金、塑钢或不锈钢，防锈蚀），具有断电数据自动保存功能，采用大容量存储器，至少可管理5000台以上的水表。

系统默认的操作员为“Admin”，密码为空，该操作员具有最高权限，系统登录成功后请及时更改密码，每次登录时请检查业务日期是否正确。

远程抄表管理系统软件主要基本流程为：

(1) 数据库初始化

(2) 操作员管理

(3) 初始参数设置

(4) 基本参数设置

(5) 价格设置

(6) 表型号设置

(7) 区域设置

(8) 设备档案

(9) IC卡业务（开户，充值，补卡，销户，换表）

(10) 远程业务(远程充值，写应急卡，换表，销户)

(11) 结算缴费

(12) 数据查询，分析统计

(13) 数据备份、恢复