Applicazione del misuratore di comunicazione LoRa nella gestione e nel monitoraggio del consumo energetico degli edifici intelligenti

1. Introduzione alla tecnologia LoRa

LoRa, nome completo di Long Range, è una delle tecnologie di comunicazione delle reti geografiche a basso consumo (LPWAN, Low Power Wide Area Network). Utilizza una tecnologia avanzata di modulazione dello spettro diffuso e uno schema di codec per aumentare il budget di collegamento e migliori prestazioni anti-interferenza. Il budget di collegamento di LoRa fino a 157 dB consente alla distanza di comunicazione di raggiungere più di 15 km (a seconda dell'ambiente). Non solo mantiene le stesse caratteristiche di basso consumo energetico della modulazione FSK, ma aumenta anche significativamente la distanza di comunicazione, migliorando allo stesso tempo l'efficienza della rete e le interferenze vengono eliminate, ovvero i terminali con diverse sequenze di diffusione non interferiranno tra loro anche se utilizzano la modulazione FSK stessa frequenza per trasmettere allo stesso tempo e avere una migliore stabilità contro l'attenuazione profonda della comunicazione e lo spostamento della frequenza Doppler.

Attualmente, LoRa opera principalmente nelle bande di frequenza libere in tutto il mondo, tra cui 433, 868,

915 MHz ecc. Questo articolo utilizza il modulo LoRa nella banda di frequenza 433 MHz, con una spaziatura tra i canali di 2 MHz, half-duplex e trasmissione crittografata trasparente per garantire la sicurezza della trasmissione dei dati. Ha le caratteristiche di lunga distanza, basso consumo energetico, multinodo e basso costo ed è adatto per la costruzione di apparecchiature ampiamente distribuite e ampiamente separate. Rete di comunicazione a lunga distanza, capacità anti-interferenza e basso consumo energetico. Questa banda di frequenza appartiene alla banda di frequenza ISM esente da licenza e non è necessario pagare alcuna tariffa all'operatore. C'è meno interferenza in questa banda di frequenza e LoRa può supportare bene le comunicazioni in questa banda di frequenza.

2. Progettazione intelligente della rete di trasmissione dati dell'edificio basata su LoRa

L'edificio presenta una vasta superficie su un unico piano, una struttura complessa di ogni zona funzionale, un gran numero di partizioni ambientali e tipologie di consumo energetico diversificate. Se viene utilizzato il tradizionale metodo di cablaggio integrato, si verificheranno problemi quali un enorme volume di costruzione, un costo elevato della fibra per le apparecchiature di cablaggio, tempi lunghi e difficoltà nella successiva manutenzione e sostituzione. Inoltre, la costruzione di un sistema intelligente di gestione del consumo energetico degli edifici è una riforma in fase avanzata.

A causa dell'influenza della posizione dei pozzetti dei cavi nelle prime fasi della costruzione dell'edificio, è probabile che sarà necessaria un'ampia area di cablaggio ripetuto. Questo di per sé è uno spreco di energia. Ostacolerà inoltre il normale funzionamento dell’ospedale durante la ristrutturazione e sarà estremamente inefficiente. Pertanto, tenendo conto della situazione reale dell'ospedale messo in funzione, è stata scelta la trasmissione dati wireless per accelerare al massimo il processo di costruzione, risparmiare risorse e allo stesso tempo ridurre al minimo l'impatto sulle operazioni.

In base alle caratteristiche del sistema di gestione intelligente del consumo energetico e alla situazione reale dell'edificio, il sistema è suddiviso in quattro livelli: apparecchiature di raccolta in loco, gateway, apparecchiature di elaborazione dati del terminale e cloud. L'uso della tecnologia LoRa per la trasmissione dati wireless elimina il costo dei cavi di cablaggio integrati, riduce la difficoltà di costruzione, abbrevia notevolmente i tempi di costruzione e semplifica il successivo processo di manutenzione, facilitando la manutenzione su ciascuna apparecchiatura del nodo. Eseguire la riparazione e la sostituzione.

Soluzioni per reti di comunicazione wireless Acrel Lora