تطبيق عداد الاتصالات LoRa في إدارة ومراقبة استهلاك الطاقة في المباني الذكية

1. مقدمة لتكنولوجيا LoRa

LoRa، الاسم الكامل لـ Long Range، هي إحدى تقنيات الاتصالات منخفضة الطاقة في شبكات المناطق الواسعة (LPWAN). تستخدم تقنية تعديل الطيف المنتشر المتقدمة ونظام ترميز متطور لزيادة ميزانية الاتصال وتحسين أداء مقاومة التداخل. تصل ميزانية ارتباط LoRa إلى 157 ديسيبل، مما يسمح بمسافة اتصال تصل إلى أكثر من 15 كم (حسب البيئة). لا تحافظ LoRa فقط على نفس خصائص استهلاك الطاقة المنخفضة لتعديل FSK، بل تزيد أيضًا من مسافة الاتصال بشكل كبير، مع تحسين كفاءة الشبكة والتخلص من التداخل، أي أن المحطات ذات تسلسلات الانتشار المختلفة لن تتداخل مع بعضها البعض حتى لو استخدمت نفس التردد للإرسال في نفس الوقت، وتتمتع باستقرار أفضل ضد التلاشي العميق في الاتصال وتغير تردد دوبلر.

تعمل LoRa حاليًا بشكل أساسي في نطاقات التردد المجانية حول العالم، بما في ذلك 433 و868 و1000 و1200 و2400 و2500 و3200 و3300 و3500 و43 ...4330 و4330 و4330 و4330 و4

٩١٥ ميجاهرتز وما إلى ذلك. يستخدم هذا المقال وحدة LoRa في نطاق التردد ٤٣٣ ميجاهرتز، بمسافة بين القنوات تبلغ ٢ ميجاهرتز، مع تقنية نصف دوبلكس ونقل مشفر شفاف لضمان أمان نقل البيانات. تتميز هذه الوحدة بخصائص المسافات الطويلة، وانخفاض استهلاك الطاقة، وتعدد العقد، وانخفاض التكلفة، وهي مناسبة لمعدات البناء الموزعة على نطاق واسع والمتباعدة. شبكة اتصالات تتميز بمسافات طويلة، ومقاومة للتداخل، وانخفاض استهلاك الطاقة. ينتمي هذا النطاق الترددي إلى نطاق الترددات غير المرخص ISM، ولا يتطلب دفع رسوم للمشغل. يتميز هذا النطاق بتداخل أقل، ويمكن لـ LoRa دعم الاتصالات فيه بشكل جيد.

2. تصميم شبكة نقل بيانات المباني الذكية استنادًا إلى LoRa

يتميز المبنى بمساحة واسعة في طابق واحد، وبنية معقدة لكل منطقة وظيفية، وعدد كبير من أقسام الغرف، وتنوع في استهلاك الطاقة. في حال استخدام طريقة التوصيلات الكهربائية المتكاملة التقليدية، ستنشأ مشاكل مثل حجم البناء الضخم، وارتفاع تكلفة الألياف لمعدات التوصيل، وطول مدة الخدمة، وصعوبة الصيانة والاستبدال اللاحقة. علاوة على ذلك، يُعدّ بناء نظام ذكي لإدارة استهلاك الطاقة في المباني إصلاحًا في مراحله الأخيرة.

نظراً لتأثير موقع آبار الكابلات في المراحل الأولى من تشييد المبنى، من المرجح أن يتطلب الأمر تمديدات متكررة للأسلاك على مساحة كبيرة. وهذا بحد ذاته يُمثل هدراً للطاقة، كما أنه سيعيق التشغيل الطبيعي للمستشفى أثناء التجديد، ويؤدي إلى انخفاض كفاءته بشكل كبير. لذلك، ومع مراعاة الوضع الفعلي للمستشفى قيد التشغيل، تم اختيار نقل البيانات لاسلكياً لتسريع عملية البناء إلى أقصى حد، وتوفير الموارد، وفي الوقت نفسه تقليل التأثير على العمليات.

وفقًا لخصائص نظام إدارة استهلاك الطاقة الذكي والوضع الفعلي للمبنى، يُقسّم النظام إلى أربع طبقات: معدات التجميع في الموقع، والبوابة، ومعدات معالجة بيانات المحطة، والسحابة. يُخفّض استخدام تقنية LoRa لنقل البيانات لاسلكيًا تكلفة كابلات التوصيل المتكاملة، ويُخفّض من صعوبة البناء، ويُقلّل وقت البناء بشكل كبير، ويُبسّط عمليات الصيانة اللاحقة، مما يُسهّل صيانة كل جهاز من أجهزة العقدة. إجراء الإصلاح والاستبدال.

حلول شبكات الاتصالات اللاسلكية Acrel Lora