CN216721588U - 一种低功耗水表及其无线通信设备、系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低功耗水表及其无线通信设备、系统，包括LoRa模块、干簧管以及电源；其中，所述LoRa模块的输入端与所述干簧管的输出端电气连接，所述电源的输出端与所述LoRa模块的输入端电气连接，所述LoRa模块的收发端用于与远程控制终端无线通信，所述LoRa模块的收发端用于与手持机无线通信，所述干簧管用于通过吸附外部磁铁改变特性，并向所述LoRa模块传输启动电平信号。旨在解决现有的LoRa无线水表方案存在工作模式简单，参数配置方式单一，导致节点放在通信环境较差的地方不能与网关通信无法获取数据的问题。

Description

一种低功耗水表及其无线通信设备、系统

技术领域

本实用新型涉及物联网表计应用领域，具体涉及一种低功耗水表及其无线通信设备、系统。

背景技术

无线远传水表是一款符合CE认证的远程抄控冷水表，借助于MBUS远传抄表管理系统实现抄表及控制，自动完成仪表数据的抄录、控制、数据存储、查询、月结、抄表结算、收费结算、报表打印等各项功能，将采集的数据进行分类处理，完成人工所进行的各种复杂工作。现阶段应用的无线水表主要有基于NB通信技术和LoRa通信技术两种，其中，NB水表的网关往往是由运营商提供不需要自己搭建，但是网关信号覆盖比较难保证，且不能自定义网络、灵活性也相对差一点；LoRa水表可以实现自组网、灵活性好、可控性好，但是往往需要用户自己搭设网关；这些无线水表能有效的节约抄表和水表维护的成本，提高抄表和水表维护的效率，并使水表数据管理更为方便，因此深受水表厂家的青睐。

针对LoRa无线水表而言，其现有方案普遍是LoRa模块加水表的模式，通常常态LoRa和水表都保持休眠的状态，LoRa模块周期唤醒，唤醒后通过串口或拉高引脚电平的方式唤醒处于低功耗状态的水表并进行水表数据采集，然后进行数据上报和其他任务，完成后进入休眠，此方案的工作模式简单，参数配置方式单一，导致节点放在通信环境较差的地方不能与网关通信无法获取数据。

有鉴于此，提出本申请。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种低功耗水表及其无线通信设备、系统，能有效解决现有的LoRa无线水表方案存在工作模式简单，参数配置方式单一，导致节点放在通信环境较差的地方不能与网关通信无法获取数据的问题。

本实用新型公开了一种无线通信设备，包括LoRa模块、干簧管以及电源；

其中，所述LoRa模块的输入端与所述干簧管的输出端电气连接，所述电源的输出端与所述LoRa模块的输入端电气连接，所述LoRa模块的收发端用于与远程控制终端无线通信，所述LoRa模块的收发端用于与手持机无线通信，所述干簧管用于通过吸附外部磁铁改变特性，并向所述LoRa模块传输启动电平信号。

优选地，所述LoRa模块为F8L10A模块。

优选地，还包括RTC器件，所述LoRa模块的输入端与所述RTC器件的输出端电气连接。

优选地，所述RTC器件为PCF8563T芯片。

优选地，还包括光耦器件，所述LoRa模块的输入端与所述光耦器件的输出端电气连接，所述光耦器件的输入端用于与水表的串口电气连接。

本实用新型还提供了一种低功耗水表，包括水表本体以及如上任意一项所述的无线通信设备，光耦器件的输入端与水表的串口电气连接，所述无线通信设备配置在所述水表本体上。

本实用新型还提供了一种无线通信系统，包括手持机、终端以及如上任意一项所述的无线通信设备，所述手持机与所述LoRa模块无线通信，所述终端与所述LoRa模块无线通信，进行数据交互。

综上所述，本实施例提供的一种低功耗水表及其无线通信设备、系统，在现在阶段常用的LoRa+水表的硬件方案基础上增加干簧管，通过磁铁改变干簧管特性唤醒所述LoRa模块，让手持机可以灵活配置和采集数据，适用于节点与网关通信困难的情况；对于无法用磁铁触碰到的节点设备，节点还有空中唤醒功能，手持机可以通过无线进行采集和配置，从而解决现有的LoRa无线水表方案存在工作模式简单，参数配置方式单一，导致节点放在通信环境较差的地方不能与网关通信无法获取数据的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种无线通信设备的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种低功耗水表的结构示意图

图3是本实用新型实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供了一种无线通信设备，包括 LoRa模块1、干簧管2以及电源3；

其中，所述LoRa模块1的输入端与所述干簧管2的输出端电气连接，所述电源3的输出端与所述LoRa模块1的输入端电气连接，所述LoRa模块1的收发端用于与远程控制终端无线通信，所述LoRa模块1的收发端用于与手持机无线通信，所述干簧管2用于通过吸附外部磁铁改变特性，并向所述LoRa模块1传输启动电平信号。

具体地，在本实施例中，通过磁铁改变所述干簧管2的特性进而唤醒所述LoRa模块1，让手持机可以灵活配置和采集数据，适用于节点与网关通信困难的情况；此外对于无法用磁铁触碰到的节点设备，节点还有空中唤醒功能，手持机可以通过无线进行采集和配置。

在本实施例中，所述无线通信设备提供了4种工作状态，关机、定时上报、空中唤醒、定时上报+空中唤醒。“关机”工作状态是指，所述无线通信设备处于运输状态或放置在仓库时，所述LoRa模块1长期处理深度休眠的状态，但保留磁铁唤醒的功能，用户可以通过磁铁改变所述干簧管2 的特性进而唤醒所述LoRa模块1，再用手持机无线配置，切换工作状态。“定时上报”工作状态是指，所述LoRa模块1会定时唤醒的发送数据给网关，适用于所述无线通信设备部署在网关环境覆盖范围良好的地方。“空中唤醒”工作状态是指，所述无线通信设备短周期唤醒，通过所述LoRa模块1自带的CAD功能检测空中有没有前导码，有前导码则打开接收窗口接收空中数据，适用于所述无线通信设备部署在网关覆盖不到或通信环境差的地方。“定时上报+空中唤醒”是指，上述的定时唤醒上报和短周期唤醒检测的功能均具备，适用于所述无线通信设备部署前期对通信环境不确定的地方，而后面可根据所述LoRa模块1定时上报的丢包率对所述无线通信设备的工作状态进行改变。

其中，对于网关通信困难(部分网关无法覆盖)的地方以及磁铁无法触碰到的情况，手持机可以通过空中唤醒的方式唤醒无线通信设备并进行配置；所述LoRa模块1唤醒后使用特殊的网络参数与手持机进行通信，用异速率异频点的方式，避免了对定时上报主信道的干扰，支持无线修改配置，可以便捷的对所述无线通信设备的参数进行调整。通过所述无线通信设备开机的手持机交互流程，该方法有效的提高了配置效率，且在不方便串口接线的场景有较大的用处。通过支持多工作状态切换增加了通信网络的灵活性，用户可通过修改不同的工作状态适应实际的应用场景。

具体地，在本实施例中，所述LoRa模块1可以为F8L10A模块。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的LoRa模块1，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型一个可能的实施例中，还包括RTC器件4，所述LoRa 模块1的输入端与所述RTC器件4的输出端电气连接。

具体地，在本实施例中，所述RTC器件4可以为PCF8563T芯片，利用所述RTC器件4的高精度，微控制单元以所述RTC器件4的时间为准来计算唤醒工作的时间，可以在长校时周期的情况和较长时间通信受阻的情况下仍可以保持较高的时间精度。通过所述RTC器件4的使用提高所述LoRa 模块1在TDMA网络中的上报时间精度和抗干扰性，减少TDMA校时的频次节省校时功耗；此外支持空中唤醒工作时间范围设置节省了空中唤醒节点端的功耗。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的RTC 器件4，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型一个可能的实施例中，还包括光耦器件5，所述LoRa模块1的输入端与所述光耦器件5的输出端电气连接，所述光耦器件5的输入端用于与水表的串口电气连接。

具体地，在本实施例中，通过所述光耦器件5将所述LoRa模块1和水表的串口隔离开，避免串口之间相互影响。

请参阅图2，本实用新型第二实施例提供了一种低功耗水表，包括水表本体以及如上任意一项所述的无线通信设备，所述光耦器件5的输入端与水表的串口电气连接，所述无线通信设备配置在所述水表本体上。

具体地，在本实施例中，所述低功耗水表利用所述RTC器件4、所述干簧管2扩展了终端功能，且增加了部分在无线水表应用场景下的适配性功能，提高了通信终端的灵活性、可控性，并降低了通信设备的整体功耗。

请参阅图3，本实用新型第三实施例提供了一种无线通信系统，包括手持机6、终端7以及如上任意一项所述的无线通信设备，所述手持机6与所述LoRa模块无线通信，所述终端7与所述LoRa模块1无线通信，进行数据交互。

具体地，在本实施例中，所述的无线通信设备开机就会进入特殊的网络配置，并对外发送一个仅所述手持机6可以接收到的连接请求；如果所述手持机6没有给所述的无线通信设备应答，则所述的无线通信设备在超过预设时间后就会退出进入正常工作状态；如果所述手持机6给通信终端应答了，所述的无线通信设备会在预设保持时间内保证接收状态，此期间所述手持机6可以对其进行无线配置或提前中断交互状态。因为所述LoRa 模块1串口的连接水表，在生产配置和现场不方便接线配置，用这种方法可以进行无线配置且效率远高于串口连接配置的方法。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种无线通信设备，其特征在于，包括LoRa模块、干簧管以及电源；

其中，所述LoRa模块的输入端与所述干簧管的输出端电气连接，所述电源的输出端与所述LoRa模块的输入端电气连接，所述LoRa模块的收发端用于与远程控制终端无线通信，所述LoRa模块的收发端用于与手持机无线通信，所述干簧管用于通过吸附外部磁铁改变特性，并向所述LoRa模块传输启动电平信号。

2.根据权利要求1所述的无线通信设备，其特征在于，所述LoRa模块为F8L10A模块。

3.根据权利要求1所述的无线通信设备，其特征在于，还包括RTC器件，所述LoRa模块的输入端与所述RTC器件的输出端电气连接。

4.根据权利要求3所述的无线通信设备，其特征在于，所述RTC器件为PCF8563T芯片。

5.根据权利要求1所述的无线通信设备，其特征在于，还包括光耦器件，所述LoRa模块的输入端与所述光耦器件的输出端电气连接，所述光耦器件的输入端用于与水表的串口电气连接。

6.一种低功耗水表，其特征在于，包括水表本体以及如权利要求1至5任意一项所述的无线通信设备，光耦器件的输入端与水表的串口电气连接，所述无线通信设备配置在所述水表本体上。

7.一种无线通信系统，其特征在于，包括手持机、终端以及如权利要求1至5任意一项所述的无线通信设备，所述手持机与所述LoRa模块无线通信，所述终端与所述LoRa模块无线通信，进行数据交互。

Images