Ứng dụng đồng hồ đo truyền thông LoRa trong quản lý và giám sát tiêu thụ năng lượng của tòa nhà thông minh

1. Giới thiệu về công nghệ LoRa

LoRa, tên đầy đủ của Long Range, là một trong những công nghệ truyền thông mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN, Low Power Wide Area Network). Nó sử dụng công nghệ điều chế trải phổ tiên tiến và sơ đồ codec để tăng ngân sách liên kết và hiệu suất chống nhiễu tốt hơn. Ngân sách liên kết của LoRa lên tới 157 dB cho phép khoảng cách liên lạc đạt hơn 15 km (tùy thuộc vào môi trường). Nó không chỉ duy trì các đặc tính tiêu thụ điện năng thấp tương tự như điều chế FSK mà còn tăng đáng kể khoảng cách liên lạc, đồng thời cải thiện hiệu quả mạng và loại bỏ nhiễu, nghĩa là các thiết bị đầu cuối có trình tự trải phổ khác nhau sẽ không gây nhiễu lẫn nhau ngay cả khi chúng sử dụng cùng tần số để truyền cùng lúc và có độ ổn định tốt hơn chống lại sự suy giảm sâu trong truyền thông và sự thay đổi tần số Doppler.

Hiện tại, LoRa chủ yếu hoạt động ở các băng tần miễn phí trên toàn thế giới bao gồm 433, 868,

915 MHz, v.v. Bài viết này sử dụng mô-đun LoRa ở dải tần 433 MHz, với khoảng cách kênh là 2 MHz, truyền dẫn bán song công và được mã hóa trong suốt để đảm bảo an toàn truyền dữ liệu. Nó có đặc điểm là khoảng cách xa, tiêu thụ điện năng thấp, nhiều nút và chi phí thấp, phù hợp cho các thiết bị xây dựng được phân bố rộng rãi và tách biệt rộng rãi. Mạng truyền thông với khoảng cách xa, khả năng chống nhiễu và tiêu thụ điện năng thấp. Dải tần này thuộc dải tần không có giấy phép ISM và không cần phải trả phí cho nhà điều hành. Có ít nhiễu hơn ở dải tần này và LoRa có thể hỗ trợ tốt cho việc liên lạc ở dải tần này.

2. Thiết kế mạng truyền dữ liệu tòa nhà thông minh dựa trên LoRa

Tòa nhà có diện tích lớn trên một tầng, kết cấu phức tạp từng khu chức năng, số lượng vách ngăn các phòng lớn, hình thức tiêu thụ năng lượng đa dạng. Nếu sử dụng phương pháp nối dây tích hợp truyền thống, sẽ xuất hiện các vấn đề như khối lượng xây dựng lớn, chi phí sợi quang cho thiết bị nối dây cao, thời gian sử dụng dài và khó khăn trong việc bảo trì và thay thế sau này. Hơn nữa, việc xây dựng hệ thống quản lý tiêu thụ năng lượng của tòa nhà thông minh là một cuộc cải cách ở giai đoạn cuối.

Do ảnh hưởng của vị trí giếng cáp trong giai đoạn đầu của quá trình xây dựng công trình, có thể sẽ cần một diện tích lớn để đi dây lặp lại. Bản thân điều này đã là một sự lãng phí năng lượng. Nó cũng sẽ cản trở hoạt động bình thường của bệnh viện trong quá trình cải tạo và cực kỳ kém hiệu quả. Vì vậy, xét đến tình hình thực tế của bệnh viện đã đi vào hoạt động, việc truyền dữ liệu không dây được lựa chọn nhằm đẩy nhanh quá trình xây dựng đến mức cao nhất, tiết kiệm tài nguyên, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng đến hoạt động.

Theo đặc điểm của hệ thống quản lý tiêu thụ năng lượng thông minh và tình hình thực tế của tòa nhà, hệ thống được chia thành bốn lớp: thiết bị thu thập tại chỗ, cổng, thiết bị xử lý dữ liệu đầu cuối và đám mây. Việc sử dụng công nghệ LoRa để truyền dữ liệu không dây giúp loại bỏ chi phí cáp nối dây tích hợp, giảm độ khó khi thi công, rút ​​ngắn đáng kể thời gian thi công và đơn giản hóa quy trình bảo trì sau này, giúp thực hiện bảo trì trên từng thiết bị nút dễ dàng hơn. Thực hiện sửa chữa và thay thế.

Giải pháp mạng truyền thông không dây Acrel Lora