摘 要

在我们的社会生活中，电表、煤气表等的抄录和收费是必不可少的日常。以前的抄表方式以有线方式为主，主要有电话线方式、电力线载波方式等等。慢慢随着社会城市的不断进步和发展，智能化城市已经成为一种趋势，有线抄表方式也渐渐变得不够满足需求。有线抄表方式存在很多弊端，布线复杂，施工时间长，安装和维护的成本高等。所以寻求一种无线的传输方式，设计一种自动智能抄表系统成为了关键。

本次课程设计是对煤气智能无线抄表方式的研究，基于lora物联网络，通过将lora技术和手机APP结合，形成无线抄表创新远程组网模式。Lora是一基于扩频技术的超远距离无线传输技术。Lora具有较强的抗干扰能力，而且传输距离远，应用在无线抄表上有很大的优势。这款基于Android平台的智能抄表APP可以自动连接lora，验证抄表员的信息，通过无线抄表方式，获取燃气表的信息数据。同时，抄表员可以实时获取数据并保存上传给公司，燃气公司也方便对信息数据存储和管理。

关键词：lora模块；智能抄表；Android系统；应用软件

Abstract

In our social life, the transcription and charging of electric meters, gas meters, etc. are essential everyday. The previous method of meter reading was mainly wired, mainly including the telephone line method, power line carrier method, and so on. Slowly with the continuous progress and development of social cities, smart cities have become a trend, and cable meter reading methods have gradually become inadequate to meet demand. There are many disadvantages in the wired meter reading method, the wiring is complicated, the construction time is long, and the cost of installation and maintenance is high. So seeking a wireless transmission method, designing an automatic smart meter reading system has become the key.

The design of the course is a study of the smart wireless meter reading method for gas. Based on the lora material network, the wireless remote meter reading model is formed by combining the lora technology and the mobile phone APP. Lora is a super long-distance wireless transmission technology based on spread spectrum technology. Lora has a strong anti-interference ability, and the transmission distance is far, and it has a great advantage in wireless meter reading. This Android-based smart meter reading APP can automatically connect to the lora, verify the meter reader's information, and obtain the gas meter's information data through wireless meter reading. At the same time, the meter reader can obtain data in real time and save it for upload to the company. The gas company also facilitates the storage and management of information data.

Key Words：lora module；Smart meter reading；Android system；application

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2国内外发展状况 1

1.3本文主要内容 2

第二章 开发工具及技术介绍 3

2.1开发工具及技术 3

2.2 Android系统及应用软件开发技术 3

2.2.1 Android Studio软件介绍 3

2.2.2java语言 3

2.3物联网概念 4

2.4 LoRa技术 5

2.4.1LoRa无线通信技术 5

2.4.2 LoRa模块在无线抄表上的应用 8

2.5蓝牙通信技术 9

2.6无线抄表的工作原理与实现技术 9

2.7本章小结 9

第三章 智能抄表应用软件设计 10

3.1功能分析 10

3.2软件构架及流程 10

3.3软件功能实现 11

3.3.1页面设计实现 11

3.3.2蓝牙通信接口设计 14

3.4本章小结 15

第四章 软件测试 16

4.1蓝牙连接测试 16

4.2数据保存查看测试 17

第五章 总结与展望 19

5.1总结 19

5.2展望 19

参考文献 21

致谢 22

第1章 绪论

最近这些年来，抄表领域出现了各种各样的抄表方式。伴随着通信设备的不断更新，以往的抄表方式及技术已经不够适应当下智能抄表的需求。本次设计提出一种应用lora技术的智能抄表方案。采用lora技术的智能抄表，具有传输距离远，抄表准确度高的优点，并且易于管理。

1.1课题研究背景及意义

伴随着社会经济和科技的不断前进和发展，煤气表的抄表方式也在不断地进步发展，抄表方式由一开始的人工抄表到IC卡预付费抄表系统，现在发展到自动抄表，抄表方式在不断地更新，变得更加智能。

抄表员亲自上门抄表是最传统的抄表方式，这种方式存在着很多的缺点：（1）抄表效率低，费时费力。（2）人工抄表员需要进入住户家里，存在比较大的安全隐患。（3）抄表员需要用本子记录再报给公司，准确率比较低，很容易出错。因此，人工抄表方式已经越来越达不到现在社会发展的需求。

智能IC卡预付费抄表系统采用了传感器技术、微电子技术和智能IC卡技术。只要充值的金额够，将IC卡插入煤气表并且识别，就能够使用煤气。IC卡煤气表有效地降低了人工抄表效率低、准确率低等问题，而且入户抄表给居民带来的安全隐患问题也得到了解决。但是IC卡技术不是一个完美的技术，它有被黑客入侵解密的隐患，而且IC卡一旦充值，煤气的价格不能随时更改。同时，公司对于居民使用煤气的情况也不能够及时了解，不利于安全管理。

自动抄表（Automatic Meter Reading,AMR）是一种利用计算机网络、通信技术等对各种仪表进行自动采集的抄表方式。自动抄表在最近这些年里，出现过各种各样的技术，比如蓝牙技术、ZigBee技术等，这些技术都存在不适应现在社会的一些问题，需要进一步改进。蓝牙技术有着自身的先天不足，比如只能近距离传输，抗干扰能力比较弱。Zigbee技术的通信频率比较高，所以在传输过程中信号的衰减会变得非常快，相应的传输距离会变短。所以，面对科技日新月异的时代，这些技术已经跟不上新信息时代的步伐了。

本文采用lora技术，将无线通信lora技术应用在煤气表的抄表过程中，实现了无线远距离抄表。这种智能抄表方式符合时代的发展，顺应社会发展趋势，贯彻落实了建设智慧城市的理念，响应了物联网的建设。无论是对于抄表员、居民还是公司来说，这都是一个好的发展方向。Lora技术的智能抄表全面实现了自动化，节省了人力财力，更加方便管理。对于城市智能化做出了突出贡献，使居民生活更加便利。

1.2国内外发展状况

智能抄表在国外应用比较早，很多远程抄表基本理念和技术都是在国外研究比较早，尤其像是美国、英国、日本这些发达国家，先进的抄表方式早早地在当地应用。相对于中国，我国科学技术和经济发展等状况，抄表方式和采用的技术都是相对比较落后的，引进并且发展新的方式和技术也是稍微落后的。在几十年前，一些国外的发达国家就摒弃了人工抄表，广泛应用了自动抄表方式。

随着信息科技的不断发展，自动抄表理念也越来越被更多的国家熟知，大概在二十多年前，我国也开始接触并发展自动抄表模式。总的来说，我国在智能抄表领域还处于起步发展阶段，进步的空间还很大。目前比较推崇的是无线远程抄表系统。即将LoRa无线远距离传输通信技术应用在智能抄表中。

随着远程抄表智能化不断发展，将LoRa技术应用在智能抄表中成为了一个很好的方式。采用LoRa技术的智能抄表在国外非常普遍，但是在我们国内还处于探索阶段。LoRa无线远程通信技术具有很大的优势，但是仅仅靠优势是不能够实现大规模的应用的。它还需要强大的背后支持，只有有了强大的力量支持，它才能有个相对稳定的发展推广环境，没有了后顾之忧，技术优势又都在，LoRa技术产业链得到了很大的发展。国外LoRa技术的推广主要归功于LoRa联盟的成立。

LoRa联盟是在2015年3月成立的，这是一个开放的、非盈利性质的组织，其目的在于将LoRa推向全球，实现LoRa技术的商用。这个联盟是由Semtech带头发起的，其它参与盟员还有法国的Actility企业,荷兰的电信KPN企业以及中国的AUGTEK等。联盟的成员数量发展到现在已经差不多三百多家。

在国外，LoRa有完整的产业链，每一个环节都有对应的公司提供相应的技术和服务。比如从芯片的产商到终端硬件的产商再到软件的产商，每一个环节都有对应的企业公司来完成属于它们的任务。每一个环节的完美配合也造就了LoRa产业链的繁荣。

在国外LoRa技术发展的热火朝天，国内相对而言要冷淡许多。国内运用LoRa通信技术还处于发展阶段，很多方面都还不够成熟。很多发达国家已经开始建设LoRa网络，更有一些国家例如荷兰、韩国等甚至计划建设能够覆盖全国的LoRa网络。国内能看到的应用LoRa的就是AUGTEK公司在京杭大运河开展的项目，基本完成了江苏段的LoRa网络全线覆盖。国内目前也在开展一些新的应用LoRa技术的项目，例如智能停车场、智能家居、监控系统等。总的来说，国内抄表行业的发展还需要向国外借鉴很多经验和技术，我们也需要不断开拓应用领域和发展科学技术，相信在未来我们的抄表方式会越来越智能，一步步向智能化城市前进。

1.3本文主要内容

本次设计的主要内容是基于Android平台，开发一个给抄表员使用的智能抄表系统。该应用软件是基于lora物联网络，将Android操作系统和lora技术相结合，实现终端数据的提取和回传功能，完成智能抄表应用软件的开发。

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