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摘要：物联网、无线通信技术的发展壮大，为我国水务行业的革新变化带来了技术支持。传统的抄水表的方式越来越不能适应现阶段社会发展的实际需求，智能水表的广泛应用，成为当前水务行业革新变化的重要表现。智能水表抄表智能化、高效性、自动化的优势，切实有效的提升了抄表的准确性和可靠性，能够更加及时、高效地反应相关数据信息。同时，智能水表也推动了我国计费方式的革新变化。本文针对智能水表的不同无线通信方式展开分析，合理比较，提高科学选择智能水表的能力，优化数据采集与管理工作。
关键词：无线通信方式；智能水表；比较研究
引言
传统的抄表方式，效率低下，很容易因人为因素发生错误，数据信息的可靠性不强。且传统抄表方式要求工作人员深入现场，消耗的人力资源、时间较多。无线通信技术的飞跃发展，推动了智能水表的研发和广泛应用。智能水表能够有效的弥补传统抄表方式的局限，在越来越多的企业和事业单位得到了广泛的应用。尽管现阶段智能表计的覆盖尚不全面，覆盖率存在明显差异，但不可否认的是，智能表计的应用的社会发展和企业发展的必然趋势，现阶段仍需要进一步的研发和普及应用。
一、简要概述智能水表的发展历程
最初，智能水表依托有线通信方式发展和应用，其中以 M-BUS 智能水表为典型代表。基于无线通信方式的智能水表于2020年在我国得到了应用和发展，主要用于新建楼盘，便利远程抄表，简化原本远程抄表需要大量布线的工作，不必更新改造老旧小区，无线通信技术下的智能水表，具备较强的远程下那个。短距离通信技术是无线通信智能水表最开始应用最广泛的技术，但随着水表安装环境的日益复杂，短距离通信技术逐渐呈现出覆盖面小等局限，整体的通信效果不佳，不能满足人们的切实需求。在这之后，LoRa、Sigfox 等技术逐渐应用到智能水表行业，无线通信技术智能水表的发展迎来了新的局面。LoRa、Sigfox 两项技术均引进于法国，相对而言，LoRa的信号灵敏度更强，进而在信号的覆盖面、覆盖深度和信号的稳定性等方面的表现十分卓越。Sigfox技术尽管在上述方面有所局限，但其凭借强有力的超窄带技术优势，尽管对于数据处理的效率不高，但在设备的应用成本、维护保养等方面有着较大优势，成本低廉，市场潜力较强。
2013年，智能水表开始采用GPRS 技术，该技术具有明显的流量降费的优势。GPRS 技术代表了长距离无线通信技术，通过采用授权频段，相对而言该技术的抗干扰能力更强，信号的安全性和稳定性更强。但由于该技术的适用对象手机信号穿透的效果不佳，尚不具备双向、实时通信的能力，一些较深位置的水表该技术信号覆盖不到，且能耗明显。由此可见，GPRS技术的发展前景并不乐观，如果不能及时的加以改造和创新，势必面临淘汰。
现阶段，智能水表低功耗广域物联网是现阶段行业发展的重要趋势。借助低功耗广域物联网，NB-IoT技术得以研发和应用。在低速广域物联网的支持下，3G、4G公共通信网络的局限被打破，该技术不具备兼容性，其研发借鉴4G的一部分设计参数，能够很好的满足物联网设备运营的切实需要。应用NB-IoT技术，半双工模式兴起，智能水表信令的处理更加便捷、高效。相对而言，NB-IoT技术应用能够有效的降低功耗，有效的控制芯片成本。
二、比较几种不同通信方式的智能水表系统
智能水表系统的类型较多，包括集中器、采集器、基表、传输网络等。智能水表通信方式包括上述介绍的有线通信方式和无线通信方式两类，无线通信方式包括了GPRS、LoRa技术、NB-IoT技术等等。本文以不同通信方式智能水表系统的基本组成原理为依据，通过智能水表的系统组成、采集模式、集中器等，对不同类型的通信方式进行比较分析。
（一）GPRS通信方式智能水表
在系统组成方面，GPRS通信方式下，智能水表系统由基表、数据接收器、GPRS超标模块构成。通过GPRS超标模块，对智能水表每天上报的数据进行集中收集和储存，该模块能够保存将近一个月的信息数据。
在故障报警方面，GPRS通信方式能够在设备发生故障时，或者出现电池能源不足等情况时，自动上报传达相关信息，并自动记录。GPRS通信方式能够直接发挥该信号覆盖的优势，不再需要集中器。当GPR抄表模块发生错误故障时，需要第一时间更换抄表模块，并借助相关的工具，读取近一个月的数据信息，及时上传。如果出现某智能水表GPRS信号不灵敏的问题，可以安装天线，改善信号。智能水表需要具备GPRS数据流量，才能够正常运营。
（二）LoRa通信方式智能水表
LoRa无线通信智能技术具有较强的优势，相对功耗较低、网络的延展性较强、通信的距离很远。LoRa无线通信技术作为非授权频谱的技术，凭借其自适性数据速率，其接收的电流低至10毫安，具有明显的低功耗特点。LoRa无线通信能够借助先进的扩频调制技术优势，合理引用编码方案，实现了载波频率的不断跳变，有效扩展了频谱，进而有效提升了其抗干扰的能力。在应对深度衰落等问题时，LoRa无线通信的稳定性更强，接收灵敏度高，即使是密度较低的区域，LoRa无线通信的通信距离也能达到15千米左右。LoRa通信方式智能水表系统由基表、光电转换模块、手持抄表机、LoRa抄表模块、中继器等构成。与GPRS通信方式职能水表系统的采集模式类似，LoRa智能水表同样每天定时上报相关数据，集中器统一集中保存近一个月的数据信息。不同的是，居民区环境下，一个集中器接入的表计数量达到了500，相对而言，LoRa智能水表的覆盖范围较大，覆盖把半径达到了500米。LoRa智能水表的故障报警机制也是自动记录、自动上报。除此之外，集中器的运营状态和配置情况，也能够与LoRa的服务器同步。LoRa智能水表系统中最为更关键的部分——集中器。集中器通过WIFI/RJ45上传相关数据，集中器的运营还需要外部供电。一旦集中器发生故障问题，数据上报将会受到影响，这时就需要手持超标机的支持，人工进行抄报工作。一旦LoRa超标模块发生故障，需要及时的更换相关的设备，在发生故障期间，相关的数据可能会丢失。如果某块智能水表的信号不好，LoRa智能水表需要调整集中器的位置，或者增加中继器，进而调解智能水表信号。
（三）NB-IoT通信方式智能水表
NB-IoT智能水表系统组成包括基表、NB-IoT抄表模块、光电转换模块等。该通信方式智能水表与LoRa智能水表、GPRS智能水表的采集模式类似，NB-IoT抄表模块也能够保存近一个月的信息数据。同样的，NB-IoT智能水表发生设备故障问题，或者电池能源不足时，也会自动的上报信息，同时做好相应记录。NB-IoT与LoRa智能水表最显著的差别在于，NB-IoT智能水表并不用集中器，NB-IoT信号覆盖能够为智能水表提供足够的运行支持。在备用方案的设置方面，一旦NB-IoT抄表模块出现故障，同样需要借助相关工具上传近一个月的数据信息。可以安装天线，改善智能水表的NB-IoT信号。NB-IoT智能水表需要NB-IoT数据流量支持。NB-IoT无线只能通信采用了经授权频段，因此，NB-IoT能够很好的应对复杂的智能水表接线环境，相对而言，NB-IoT的信号穿透力较强，能够很好的避免智能水表通信不畅的情况。经授权段的无线通信技术信号覆盖范围更广，能够有效的节省信号网络建设的成本。基于此，NB-IoT技术的数据传输效果更好，运营更加稳定，能够在统一规划引导下，很好的抵抗外界干扰。
三、结束语
我国无线通信技术、传感技术、电源技术的进一步研发与应用，智能小区工程进一步推进实施，水资源管理的效率和力度不断加强。在这样的优势环境背景下，用水计量器具、数据远传管理工具的自动抄表智能系统，有着充足的优势资源支持，具有光明的发展前景。基于此，相关企业需要进一步构建规模化智能水表管理平台，做好抄表业务管理、数据采集、数据存储、设备运维管理等多方面管理工作，借助云平台，构建起支持高并发数据采集和存储的智能水表管理平台，致力于为智慧水务的发展提供强有力的平台支持，提供充足、丰富的基础数据信息。
参考文献：
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