Anwendung des LoRa-Kommunikationszählers bei der intelligenten Verwaltung und Überwachung des Energieverbrauchs von Gebäuden

1. Einführung in die LoRa-Technologie

LoRa, der vollständige Name von Long Range, ist eine der Low-Power-Wide-Area-Network-Kommunikationstechnologien (LPWAN, Low Power Wide Area Network). Es nutzt fortschrittliche Spread-Spectrum-Modulationstechnologie und Codec-Schema, um das Verbindungsbudget zu erhöhen und eine bessere Anti-Interferenz-Leistung zu erzielen. Das Verbindungsbudget von LoRa von bis zu 157 dB ermöglicht eine Kommunikationsentfernung von mehr als 15 km (abhängig von der Umgebung). Es behält nicht nur die gleichen niedrigen Stromverbrauchseigenschaften wie die FSK-Modulation bei, sondern erhöht auch die Kommunikationsentfernung deutlich, während gleichzeitig die Netzwerkeffizienz verbessert und Interferenzen eliminiert werden, d. h. Terminals mit unterschiedlichen Spreizsequenzen stören sich nicht gegenseitig, selbst wenn sie die verwenden die gleiche Frequenz zur gleichen Zeit zu senden und eine bessere Stabilität gegen Kommunikations-Deep-Fading und Doppler-Frequenzverschiebung zu haben.

Derzeit ist LoRa hauptsächlich in kostenlosen Frequenzbändern auf der ganzen Welt tätig, darunter 433, 868,

915 MHz usw. In diesem Artikel wird das LoRa-Modul im 433-MHz-Frequenzband mit einem Kanalabstand von 2 MHz, Halbduplex und transparenter verschlüsselter Übertragung verwendet, um die Sicherheit der Datenübertragung zu gewährleisten. Es zeichnet sich durch große Entfernungen, geringen Stromverbrauch, mehrere Knoten und niedrige Kosten aus und eignet sich für Gebäudegeräte, die weit verteilt und weit voneinander entfernt sind. Kommunikationsnetzwerk mit großer Reichweite, Anti-Interferenz-Fähigkeit und geringem Stromverbrauch. Dieses Frequenzband gehört zum lizenzfreien ISM-Frequenzband und es müssen keine Gebühren an den Betreiber gezahlt werden. In diesem Frequenzband gibt es weniger Störungen und LoRa kann die Kommunikation in diesem Frequenzband gut unterstützen.

2. Intelligentes Gebäudedatenübertragungsnetzwerkdesign basierend auf LoRa

Das Gebäude verfügt über eine große Fläche auf einer Etage, eine komplexe Struktur jeder Funktionszone, eine große Anzahl von Raumaufteilungen und vielfältige Arten des Energieverbrauchs. Wenn die traditionelle integrierte Verkabelungsmethode verwendet wird, treten Probleme wie ein riesiges Bauvolumen, hohe Glasfaserkosten für die Verkabelungsausrüstung, eine lange Zeitspanne und Schwierigkeiten bei der anschließenden Wartung und dem Austausch auf. Darüber hinaus ist der Aufbau eines intelligenten Gebäudeenergieverbrauchsmanagementsystems eine Reform im Spätstadium.

Aufgrund des Einflusses der Lage der Kabelschächte in der Anfangsphase des Hochbaus ist es wahrscheinlich, dass eine große Fläche für die wiederholte Verkabelung erforderlich sein wird. Das allein ist eine Energieverschwendung. Außerdem behindert es den normalen Betrieb des Krankenhauses während der Renovierung und ist äußerst ineffizient. Unter Berücksichtigung der tatsächlichen Situation des in Betrieb genommenen Krankenhauses wurde daher die drahtlose Datenübertragung gewählt, um den Bauprozess maximal zu beschleunigen, Ressourcen zu schonen und gleichzeitig die Auswirkungen auf den Betrieb zu minimieren.

Entsprechend den Merkmalen des intelligenten Energieverbrauchsmanagementsystems und der tatsächlichen Situation des Gebäudes ist das System in vier Schichten unterteilt: Vor-Ort-Erfassungsgeräte, Gateway, Terminal-Datenverarbeitungsgeräte und Cloud. Durch den Einsatz der LoRa-Technologie zur drahtlosen Datenübertragung entfallen die Kosten für integrierte Verkabelungen, die Bauschwierigkeiten werden verringert, die Bauzeit erheblich verkürzt und der spätere Wartungsprozess vereinfacht, wodurch die Wartung der einzelnen Knotengeräte einfacher durchgeführt werden kann. Führen Sie Reparatur und Austausch durch.

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