隨著(zhù)水資源日益匱乏，以完善計量體系、加強市場(chǎng)監督為核心，大步邁向智能化、集成化、數字化、高精尖儀器行列，研制高精度的計量?jì)x器，建立成熟智能化的計量系統的需求迫在眉睫。

機械式水表存在工作效率低，用水數據無(wú)法存儲分析、無(wú)法自動(dòng)抄表繳費的行業(yè)痛點(diǎn)，計量精度隨時(shí)間會(huì )下降等問(wèn)題，已然跟不上時(shí)代發(fā)展和人民需求，水表的發(fā)展經(jīng)歷了傳統機械式水表、預付費 IC 水表到超聲波電子式水表的升級過(guò)程，再結合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已來(lái)到了“智慧水表 3.0”時(shí)代。

超聲波水表具有壓力損失小、始動(dòng)流量低、量程比寬等優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛應用于民用和工業(yè)測量領(lǐng)域。卜慶峰等針對小口徑民用超聲波精度提升問(wèn)題，提出采用卡爾曼濾波估算零流量差分時(shí)間提高計量精度穩定性，提升小口徑超聲波水表達到國家二級表標準。

針對超聲波水表計量精度易受溫度影響、存在溫度適應性差的問(wèn)題，于群等提出基于二維雙線(xiàn)性插值的溫度補償算法，采用流體力學(xué)數值仿真和一定數量測試樣本，驗證了該二維非線(xiàn)性在全流量和全溫度下的計量誤差在±2% 以?xún)取?/span>K.Amri 等使用雙路超聲波換能器提高了抗干擾能力，有效抑制了流速突變對計量的影響。Youn‐Sik Hong等設計低功耗嵌入式系統模型應用于超聲波水表，電池功耗時(shí)間滿(mǎn)足年限可達 10 年?，F在智能超聲波水表已然成為水表行業(yè)研究和發(fā)展的重要趨勢。

其中無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)通信方便是最重要的優(yōu)勢之一，在選擇 LPWAN（低功耗廣域網(wǎng)）的 LoRa、Sigfox、NB‐IoT 等眾多技術(shù)中，LoRa和 NB‐IoT 目前廣泛應用的非授權頻譜和授權頻譜下的主流技術(shù)代表。LoRa屬于免授權頻段，無(wú)需申請就可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )建設布局，網(wǎng)絡(luò )通信架構也簡(jiǎn)單，因此在低功耗、遠距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應用中使用 LoRa 技術(shù)就有了優(yōu)勢，對無(wú)線(xiàn)抄表領(lǐng)域意義重大。

本文結合 LoRa技術(shù)和無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現超聲波水表的無(wú)線(xiàn)遠距離抄表功能，不僅可以免去需要專(zhuān)人抄表打擾客戶(hù)的麻煩，而且節省電力、自來(lái)水、燃氣、熱力等公司的運營(yíng)成本，同時(shí)有利于我國“雙碳”目標的實(shí)現，從而提高人們幸福指數和生活質(zhì)量。