Применение счетчика связи LoRa в интеллектуальном управлении и мониторинге энергопотребления зданий

1. Знакомство с технологией LoRa

LoRa, полное название Long Range, представляет собой одну из технологий связи малой мощности глобальной сети (LPWAN, Low Power Wide Area Network). Он использует передовую технологию модуляции расширенного спектра и схему кодека для увеличения бюджета канала и улучшения характеристик защиты от помех. Бюджет связи LoRa до 157 дБ позволяет дальности связи достигать более 15 км (в зависимости от окружающей среды). Он не только сохраняет те же характеристики низкого энергопотребления, что и модуляция FSK, но также значительно увеличивает расстояние связи, одновременно повышая эффективность сети и устраняя помехи, то есть терминалы с разными последовательностями расширения не будут мешать друг другу, даже если они используют одна и та же частота для передачи в одно и то же время и более устойчива к глубоким замираниям связи и доплеровскому сдвигу частоты.

В настоящее время LoRa в основном работает в свободных диапазонах частот по всему миру, включая 433, 868,

915 МГц и т. д. В этой статье используется модуль LoRa в полосе частот 433 МГц с разносом каналов 2 МГц, полудуплексной и прозрачной зашифрованной передачей для обеспечения безопасности передачи данных. Он обладает характеристиками большого расстояния, низкого энергопотребления, многоузлового использования и низкой стоимости и подходит для создания широко распределенного и разнесенного оборудования. Сеть связи с большим расстоянием, защитой от помех и низким энергопотреблением. Эта полоса частот относится к безлицензионному диапазону частот ISM, и платить оператору плату не нужно. В этом диапазоне частот меньше помех, и LoRa вполне может поддерживать связь в этом диапазоне частот.

2. Проектирование интеллектуальной сети передачи данных здания на основе LoRa.

Здание имеет большую площадь на одном этаже, сложную структуру каждой функциональной зоны, большое количество перегородок помещений и разнообразные виды энергопотребления. Если используется традиционный метод интегрированной проводки, возникнут такие проблемы, как огромный объем строительства, высокая стоимость оптоволокна для электромонтажного оборудования, длительный период времени и трудности с последующим обслуживанием и заменой. Более того, построение интеллектуальной системы управления энергопотреблением зданий является реформой поздней стадии.

Из-за влияния расположения кабельных колодцев на ранних этапах строительства здания вполне вероятно, что потребуется большая площадь повторной проводки. Это само по себе является пустой тратой энергии. Это также будет мешать нормальной работе больницы во время ремонта и крайне неэффективно. Поэтому, учитывая реальную ситуацию сданной в эксплуатацию больницы, была выбрана беспроводная передача данных, позволяющая максимально ускорить процесс строительства, сэкономить ресурсы и в то же время минимизировать влияние на операционную деятельность.

В соответствии с характеристиками интеллектуальной системы управления энергопотреблением и фактической ситуацией в здании система разделена на четыре уровня: оборудование для сбора данных на месте, шлюз, терминальное оборудование для обработки данных и облако. Использование технологии LoRa для беспроводной передачи данных исключает затраты на встроенные кабели, снижает сложность строительства, значительно сокращает время строительства и упрощает последующий процесс обслуживания, облегчая проведение обслуживания оборудования каждого узла. Произвести ремонт и замену.

Решения для беспроводной сети связи Acrel Lora