LoRa+GPRS無線遠(yuǎn)程抄表方案

隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，遠(yuǎn)程抄表已成為智能電網(wǎng)中的重要組成部分，其中無線傳輸方案必不可少，如何利用LoRa和GPRS輕松實(shí)現(xiàn)?

傳統(tǒng)的人工電力抄表方式有數(shù)量大、分布廣、誤差大等缺點(diǎn)，而且有些電表安裝地點(diǎn)偏遠(yuǎn)，有些則需要帶電作業(yè)，危險(xiǎn)比較大，需要花費(fèi)大量的人力物力，除了造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)外，在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和應(yīng)用性等方面都存在諸多不足之處。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，遠(yuǎn)程抄表已成為智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要部分。在無線移動通信廣泛運(yùn)用的今天，使用 GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)不僅擁有覆蓋性廣、通訊成本低，能夠高效、實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程讀取數(shù)據(jù)，而且還能提高電力單位對抄表業(yè)務(wù)的管理規(guī)劃性，解決了布點(diǎn)分散難以管理的問題，是電力相關(guān)單位理想的電力抄表方案。

致遠(yuǎn)電子LoRa 470無線模塊+GPRS DTU電力抄表數(shù)據(jù)傳送方案：

抄表系統(tǒng)由無線電力集中器和無線電表(均內(nèi)置LoRa 470模塊)組成，集中器通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和Internet公網(wǎng)最終將數(shù)據(jù)送到管理工作站，即：數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 GPRS 無線電力抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

數(shù)據(jù)透明傳輸：

DTU 就是一個(gè)“無線的串口”，這個(gè)“無線串口”沒有任何協(xié)議，完全透明傳輸。

自動重連：

當(dāng)發(fā)生意外掉線的情況時(shí)，停止接收集中器數(shù)據(jù)，DTU 不斷嘗試連接服務(wù)器或連接備用服務(wù)器，直到重連成功。

短信報(bào)警及復(fù)位功能：

短信報(bào)警：DTU遇到停電等故障，模塊會馬上發(fā)送報(bào)警數(shù)據(jù)和報(bào)警短信分別給數(shù)據(jù)中心和工程管理人員，以便及時(shí)處理現(xiàn)場意外事故。

短信復(fù)位：短信配置功能，當(dāng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器出現(xiàn)故障，DTU 無法連接服務(wù)器時(shí)，管理人員可以在遠(yuǎn)程用手機(jī)以短信方式配置 DTU，改變其目標(biāo) IP地址，使其連接其它數(shù)據(jù)中心或使 DTU復(fù)位。

圖2 ZM470SX LoRa無線模塊

DTU系列ZWG-20IE特點(diǎn)：

工業(yè)級RS232、RS485、TTL 電平串口三合一設(shè)計(jì);

外部接口全部隔離;

支持短信配置與維護(hù);

使用工業(yè)級GPRS 模塊;

內(nèi)嵌完備可靠的協(xié)議棧，數(shù)據(jù)全透明傳輸，用戶無需了解復(fù)雜的TCP/IP、PPP 等協(xié)議;

支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動態(tài)域名或IP 地址訪問;

支持備用數(shù)據(jù)中心;

支持?jǐn)嗑€自動重連功能;

支持本地和遠(yuǎn)程圖形化配置與維護(hù);

支持短信命令或透傳工作模式;

支持Modbus 短信工作模式，最多可預(yù)定義20 條短信;

支持?jǐn)?shù)據(jù)中心虛擬串口功能，無縫銜接現(xiàn)有上位機(jī)軟件;

在主流組態(tài)軟件中集成驅(qū)動，使用簡便;

多重軟硬件可靠設(shè)計(jì)，復(fù)合式看門狗技術(shù)，使設(shè)備安全運(yùn)行;

+6V~+26V 寬范圍供電;

可適應(yīng)高溫和低溫工作環(huán)境，溫度范圍-40℃ ~ +85℃。

圖3 ZWG-20IE 高性價(jià)比GPRS DTU

案例特點(diǎn)：

高可靠性：LoRa 470模塊采用軍用的調(diào)制技術(shù)設(shè)計(jì)，可有效保障小數(shù)據(jù)量在復(fù)雜環(huán)境中的超遠(yuǎn)距離傳輸問題。而GPRS DTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個(gè)采集點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾。

實(shí)時(shí)性強(qiáng)：GPRS具有實(shí)時(shí)在線的特性，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小，并支持多點(diǎn)同時(shí)傳輸，因此GPRS監(jiān)測數(shù)據(jù)中心可以多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)之間快速，實(shí)時(shí)地進(jìn)行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。

集抄范圍廣：GPRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)覆蓋，并且擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。

建設(shè)成本低：LoRa 470模塊內(nèi)置在電表和電力集中器中，解決了布線難題，可快速組網(wǎng);再者GPRS公網(wǎng)平臺，無需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝設(shè)備就即可，建設(shè)成本低，也免去了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。

在電表端，采用無線組網(wǎng)的方式，靈活可靠。集中器上安裝 DTU實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程抄表，不僅可以解決人工抄表的諸多難題，而且還可以隨時(shí)對某個(gè)區(qū)域、甚至某個(gè)電表進(jìn)行抽樣抄取，抄表便捷、快速，只需要操作人員在遠(yuǎn)程利用抄表軟件平臺，就可以實(shí)現(xiàn)以往大量復(fù)雜的監(jiān)控任務(wù)!