前段时间，Zenner USA、EchoStar Mobile与Semtech公司联合宣布推出全球首款支持直连卫星通信的LoRaWAN水表。这款突破性产品不再依赖地面网络，通过卫星实现双向通信，为全球公用事业提供全新无死角的覆盖方案。

这是第一个将公用事业仪表连接到卫星的直接通信系统。这一进步标志着水、天然气和电力消耗数据的收集、传输和分析方式的重大飞跃，开创了智能公用事业管理的新时代。

随着这款水表的问世，地球上任何角落的水、电、气表都能实现实时数据传输，彻底告别人工抄表时代。

（一）传统抄表困境

水、电、气表计分布广泛，传统抄表面临多重困境，主要体现在以下方面：

人力成本高与效率低下

人工抄表需逐户上门，耗时耗力，尤其在偏远山区或用户分散区域，单次抄表周期长达数周。

覆盖范围受限，信号盲区多

山区、地下室、偏远农牧区因地面网络覆盖不足，自动化抄表方案（如GPRS、PLC）常失效；即使在城市中，地下管网、管道井等区域信号弱，也会导致数据传输中断。

安全隐患与应急响应不足

传统抄表无法实时监测用能数据，难以提前发现漏电、燃气泄漏等风险；灾害导致通信中断时，传统方式无法快速恢复数据采集，影响应急指挥。

极端环境干扰强

低温、高湿或强电磁干扰区域，传统电子表计易失效。

（二）LoRaWAN水表

直连卫星的LoRaWAN水表，到底牛在哪？

核心逻辑：

Zenner的水表接口单元（MIU）负责采集数据，EchoStar Mobile的LoRaWAN中继设备当“桥梁”，Semtech的LoRa技术做“信使”，直接通过卫星实现双向通信。

以往公用事业计量（像水表、电表），要么依赖地面蜂窝基站（4G/5G），要么得建本地网关，一旦遇到偏远地区（比如深山里的水电站、荒漠中的油气井）、灾害场景（洪水冲毁基站、地震切断网络），数据就“断了线”。

解决痛点：

覆盖无死角：不管是沙漠、海洋，还是地震后的通信盲区，均可实现稳定连接，解决地面网络覆盖不足的问题。

成本大跳水：不用再砸钱建基站、网关，也省了后期维护费，公用事业公司的“钱包”压力小了。

即时洞察：通过提供准确、可靠的数据进行实时分析，实现更快、更明智的决策，还可以避免破坏环境来加强保护工作。

低功耗：凭借LoRa特性，电池可实现多年续航，减少维护需求。

双向通信：支持警报管理、按小时（或更高频次）的能耗上报，以及高级AMI应用的远程配置功能。

打个比方，以前偏远牧场的水井电表，因为没网络，只能人工每月跑一趟抄表；现在卫星直连，数据实时传到控制中心，漏水、漏电能秒级预警，既省人力又保安全。

（三）关键技术

LoRa

LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，也是诸多LPWAN通信技术中的一种，最早由美国Semmtech公司采用和推广，它通过拓宽信号频谱，从而实现信号的远距离传输。

拓展来说，LoRa工作在Sub-GHz免授权频段（如433MHz/868MHz/915MHz），通过独特的线性调频扩频（CSS）技术实现超远距离传输（视距可达15公里）与-148dBm的高接收灵敏度。

其采用自适应数据速率（0.3-50kbps）与跳频机制平衡覆盖范围与抗干扰性，模块待机电流仅1μA，支持AES-128加密，适用于智能表计、环境监测等需要广域覆盖与长电池寿命的物联网场景，构成“终端-网关-云平台”三级架构的分布式网络。

LoRaWAN

LoRaWAN（Long Range Wide Area Network）是基于LoRa的网络协议，提供低功耗、可扩展的网络。它分三层，最底下是物理层，中间是数据链路层，最上面是应用层。

物理层主要管理信号的发送和接收，数据链路层负责设备和网关之间的通信管理，应用层则是处理具体的应用数据设备，比如传感器节点通过网关和网络服务器（NS）来通信。

设备先发一个加入请求给网关，网关再把这个请求转给网络服务器。网络服务器核实设备身份没问题后，就会发一个加入接受消息过去，设备收到后就正式进入数据传输阶段了。

数据传输就是设备把数据发给网关，或者网关把数据发给设备，依靠LoRa信号来实现。

LoRaWAN技术优势

01超远通信距离

城市地区通信距离可达5公里，农村地区可达10公里或更远，并且穿透能力强，能够有效覆盖地下室、地下管网等信号难以到达的复杂环境。

02极低的功耗

终端设备大部分时间处于休眠状态，功耗极低。配合自适应数据速率（ADR）等技术动态调整设备发射参数，在许多典型应用场景（如智能抄表、环境监测）中，一节电池往往可以支持设备工作5年甚至10年以上。

03强大的网络容量与高扩展性

采用星型网络拓扑结构，简化网络部署，允许单个网关支持大量终端设备。通过增加网关，可以轻松扩展网络覆盖范围和容量，而无需改造现有的终端设备。

04低成本的部署与运营

使用免许可的ISM频段（如EU868MHz、US915MHz、CN470MHz等），无需支付昂贵的频谱使用费用。网络架构简单，单个网关覆盖范围大，减少了基站数量和部署成本。

05高安全性

采用双重AES-128加密机制，确保网络层、应用层和设备层的安全性。

支持OTAA（空中激活）和ABP（个性化激活）两种入网方式，其中OTAA方式可以动态生成会话密钥，安全性更高。

（四）混合架构设计

这款卫星直连水表采用灵活的设计方案，既可独立运行，也可与地面LoRaWAN或蜂窝网络形成混合架构，灵活应对不同场景。

这种设计允许公用事业公司根据实际需要逐步部署卫星直连功能，无需一次性更换现有基础设施。

LoRaWAN开放协议还允许与更多智慧城市设备兼容，如漏水检测器、压力传感器和水质监控系统，为未来智慧城市的建设奠定了基础。

（五）北斗数传-电力抄表的中国方案

国内的卫星通信技术也早已应用到公用事业管理领域。电力科学研究院计量中心依托“基于北斗时空量的电力计量远程集抄技术的研究及应用”科技项目，率先开展北斗通信在电力营销专业的融合应用。

该项目应用我国自主研发的北斗卫星导航系统的RDSS短报文通信技术、RNSS定位技术和RNSS授时技术，将北斗时空量技术融入到电力计量数据的流程管理中。

利用北斗卫星通道完成电力数据的上传、集抄命令的下发、计量参数的设置等工作内容，彻底解决在运营商公网不能覆盖区域的电力集抄问题。

方案架构

电表负责计量，集中器把多个电表的数据 “打包”，通过北斗协议传给北斗数传终端。北斗数传终端通过卫星将电表读数发送到指挥中心，指挥中心通过本地服务器接收数据，并推送给代码转换程序，最终将数据转换为客户业务格式并展示在客户数据平台上。

通过北斗数传终端，电力公司能够实现远程抄表和监控，无需人工上门抄表，大大提高了效率和准确性。

（六）蓝牙卫星-多元技术路径

除了LoRaWAN和北斗技术，其他卫星物联网技术也在迅速发展。北京蓝凌星通科技有限公司成功发射了全国首颗支持蓝牙直连的物联网卫星（载荷）。这一重大突破标志着我国在卫星通信领域实现了技术跨越，让普通蓝牙设备直连太空成为现实，为全球通信版图注入了新变量。

该技术无需对现有蓝牙设备进行硬件改造，仅通过固件OTA升级即可实现蓝牙卫星直连，聚焦林草、交通、应急、城市基础设施监测等场景的应用，有力推动卫星通信产业实现破局发展。

蓝凌星通将终端成本降至百元级，功耗降至毫瓦级，续航延长至数年；凭借开放的技术生态，全球每年70亿台蓝牙设备都可成为潜在卫星终端，商业模式从硬件销售转向长期服务，打开了大众消费市场大门。

蓝凌星通成立于2023年10月，是目前国内唯一、全球唯二掌握蓝牙直连卫星技术的团队，具备全流程卫星星座及整星总体设计能力、载荷独立设计研发能力，通过自主制造并发射卫星组网，实现分钟级过境服务能力，致力于为大众消费者提供低成本、低功耗的蓝牙卫星直连服务。

按照规划，未来三年蓝凌星通将发射72颗低轨卫星，构建全国首个蓝牙卫星物联网星座，实现全球分钟级覆盖。届时，无论在沙漠、海洋还是灾后断网区域，蓝牙设备都能“秒连卫星”。

LoRaWAN水表、北斗数传的电力抄表方案以及蓝牙直连卫星应用，都是卫星物联网技术应用的典范。这些技术不仅提高了公用事业的运营效率，还为偏远地区的居民带来了更加便捷和可靠的服务。

随着技术的不断进步，卫星物联网的未来充满了无限可能。对于企业而言，拥抱卫星物联网不仅是技术升级，更是参与全球数字经济竞争的战略选择。