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面向大数据时代智能水表

浏览次数:次信息来源:山东科德电子苹果彩票网发布时间:2019/3/26

人类社会已经进入万物互联的大数据时代。随着物联网和大数据技术的发展,各行各业都在研究如何应用物联网和大数据技术提升行业的管理水平和盈利能力。

城市供水行业是公用事业,肩负着城市供水服务和水资源管理的双重重任。物联网和大数据技术的应用必将为城市供水行业发展带来巨大的进步。

一、  智能水表在物联网和大数据技术应用中的作用

智能水表的初级阶段是IC卡水表,其功能是单纯的计量收费。随着物联网和大数据技术的发展,智能水表将以远传表为主,其功能既包括计量收费,又要扩展到供水管网智能管理。后者的经济价值远大于前者。

物联网的作用是实现供水管网智能硬件的互联互通,搭建的是物理平台。大数据的作用是为供水管网实现智能化管理提供数据和信息,是智能化管理平台。通过数据的采集、分析和处理可得到供水管网实现最佳运行状态的决策信息,然后依据获得的大数据信息实施供水管网的运行管理,从而提高运行效率,减少水资源损耗,降低运行成本,提高用户服务能力,增强企业盈利能力。

计量数据是供水管网运行最重要的数据。通过大量计量数据的统计分析可以得到供水管网运行状态的信息,使管理决策更为准确和及时。因此,智能水表在物联网和大数据技术应用中具有极其重要的作用。

智能水表的主要作用是收费管理、供水管理和监控管理。

1。收费管理是水表的基本功能。过去水表的作用只是提供单一的收费数据。随着阶梯水价政策的推出,智能水表在阶梯水价收费管理中发挥了智能化运算作用。

2.供水管理就是通过管网供水数据的采集、统计和分析,为生产与供应管理提供准确的决策信息,使生产与供应的匹配更为合理,生产计划的制定有了科学依据。

3。监控管理就是通过供水数据的采集和分析及时发现管网供水异常现象。用户使用了智能水表,就可以建立包含用户的分区管理网络。通过分区管理及时发现管网漏水、用户盗水和计量损失,以便及时检查和维修。通过监控用户供水异常,可以及时发现用户端漏水和盗水,为用户及时提供服务。供水监控是水资源管理的重要手段,也是降低运行成本,增强盈利能力的重要手段。

综上所述,大数据技术在供水管网中的应用可以极大提高效率,降低人力资本支出,减少生产资源损失;减少水资源损失,将盗取的水量转变为收入;可以为用户提供漏水信息服务,减少用户损失。

二、  现有智能水表存在的问题

面对大数据技术的应用,对智能水表应该从两个角度提出要求。一是满足大数据技术应用对智能水表的要求;二是水司作为用户对智能水表的要求。

从大数据技术应用角度,首先智能水表的计量数据采集精度应该为0.001立方米。计量数据采集精度低对供水管网异常现象很难监测出来。其次智能水表应该具有防盗水和监控爆管功能,这就要求智能水表具有检测逆流的功能。其三,智能水表的数据采集、存储和通信功能可靠。

满足大数据技术应用是水司的基本要求。此外,水司更为关切的有两点,一是智能水表计量数据采集的准确性和可靠性,二是智能水表的综合成本。

智能水表(从IC卡表开始)进入市场已经20多年。水司对应用结果不满意。首当其冲的是计量数据采集的准确性和可靠性让水司不放心。计量数据采集的准确性要贯穿于水表整个寿命周期。事实证明,影响水表整个寿命周期计量数据准确性的主要因素是水表的可靠性,而不单单是计量精度。可以说可靠性影响更大。

传统的机械水表使用了200多年。现在无论先进或落后国家机械水表还是主流产品,也就是说机械水表的准确性和可靠性得到了普遍认同。机械水表是容积式计量,只要传动机构正常工作,计量就没有问题。只要机械磨损是可控的,计量的准确性就没有问题。环境变化和各种干扰均不能影响机械水表计量的准确性和可靠性。居民用户使用的小规格机械水表,从计量精度到价格应该是性价比非常适合的产品。

相对于传统的机械水表,为了实现智能化增加的电子数据采集装置影响了水表的可靠性。因此电子数据采集装置是智能水表的核心技术。从原理上讲现有的几种智能水表如果应用于理想工作环境中采集的计量数据都应该是准确的。问题出在智能水表工作环境的变化和各种干扰,严重影响了智能水表电子数据采集装置的可靠性。常见的环境变化和干扰有水泡、水锤、强磁、强光、水质变化、水垢、温度、电子器件老化与漂移。不受环境变化和各种干扰影响的智能水表才能在整个寿命周期内可靠准确地采集数据。要想使智能水表的电子数据采集装置不受环境变化和各种干扰的影响,在原理上必须有可靠的保障措施。原理上存在问题,工作中一定出问题。

三、  LoRa远传水表介绍

技术特点:

LoRa的优势在于技术方面的长距离能力。LoRa技术在高性能、远距离、低功耗,支持大规模组网,测距和定位等方面突出的特点,成为物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。

LoRa是低功耗广域网通信技术中的一种,是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控(FSK)调制作为物理层,因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。LoRa是基于线性调频扩频调制,它保持了像FSK调制相同的低功耗特性,但明显地增加了通信距离。

LoRa技术本身拥有超高的接收灵敏度(RSSI)和超强信噪比(SNR)。此外使用跳频技术,通过伪随机码序列进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱,防止定频干扰。

无线LoRa水表采集:

水表的远程抄表目前一般采用的是M-BUS和RS485总线方式,外部供电,而水表安装的位置一般没有电源,拉线不便,工程实施麻烦,成本也非常高。

基于此科德电子开发了基于最新的LoRa无线技术的远程水表,超低功耗设计,仪表专用电池供电,一次可以使用6年以上,工程安装简单,改造成本低。

四、智能水表的选择

目前,物联网和大数据技术在城市供水行业的应用还在研讨和试验中。大规模的应用还没有开始。智能水表在城市供水物联网和大数据技术应用中具有重要作用,也是投资最大的基础设施。智能水表的选择至关重要。

本文从原理上解剖和介绍了目前国内外现有的四款智能水表,即光电直读水表、脉冲水表和超声波水表和LoRa水表;又介绍了一款新型水表——LORA水表。LoRa作为低功耗广域网(LPWAN)的一种长距离通信技术,近些年受到越来越多的关注。随着物联网从近距离到远距离的发展,必将会产生一些新的行业应用和商务模式。Cisco、IBM、Semtech、Microchip等正在积极推广LoRa技术。;LoRa水表即满足物联网和大数据技术的应用要求,又从原理上解决了智能水表电子数据采集装置的准确性和可靠性问题,而且运用模块化结构降低了智能水表的运营维护费用,具有良好的经济性。可见,LoRa水表在物联网和大数据技术应用中会发挥重要作用。

LoRa水表物联网系统图

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采用LoRa无线通讯,一键式组网

无线传输距离远,实测距离可达3Km

超低功耗,仪表专用锂电池供电,正常工作超过6年

无需布线,部署方便,维护简单,整体成本低

——LoRa产品的优势

LoRa无线小知识

LoRa 是LPWAN通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统,进而扩展传感网络。目前,LoRa 主要在全球免费频段运行,包括433、868、915 MHz等。

LoRa技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性。

山东科德电子苹果彩票网致力于智能化水电计量、计费系统、工业物联网的生产、研发、制造、销售及服务,采用NB-IoT/LoRa等无线技术,自主研发了各种智慧感知和无线物联终端产品,广泛应用于二次计量计费,能耗监控和生产自动化等工业控制领域。

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