Applicazione del contatore di comunicazione LoRa nella gestione e nel monitoraggio dei consumi energetici degli edifici intelligenti

1. Introduzione alla tecnologia LoRa

LoRa, nome completo di Long Range, è una tecnologia di comunicazione per reti WAN a bassa potenza (LPWAN, Low Power Wide Area Network). Utilizza una tecnologia avanzata di modulazione a spettro diffuso e uno schema codec per aumentare il budget di collegamento e migliorare le prestazioni anti-interferenza. Il budget di collegamento di LoRa fino a 157 dB consente di raggiungere distanze di comunicazione superiori a 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 al contempo l'efficienza della rete e l'eliminazione delle interferenze, ovvero i terminali con diverse sequenze di diffusione non interferiranno tra loro anche se utilizzano la stessa frequenza per trasmettere contemporaneamente, e avranno una migliore stabilità contro il deep fading della comunicazione e lo spostamento di 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 dei 433 MHz, con una spaziatura di canale di 2 MHz, half-duplex e trasmissione crittografata trasparente per garantire la sicurezza della trasmissione dati. Presenta le caratteristiche di lunga distanza, basso consumo energetico, multi-nodo e basso costo, ed è adatto per la costruzione di apparecchiature ampiamente distribuite e ampiamente separate. Rete di comunicazione a lunga distanza, anti-interferenza e basso consumo energetico. Questa banda di frequenza appartiene alla banda di frequenza ISM senza licenza e non è necessario pagare canoni all'operatore. Vi è meno interferenza in questa banda di frequenza e LoRa può supportare bene le comunicazioni in questa banda di frequenza.

2. Progettazione di una rete di trasmissione dati per edifici intelligenti basata su LoRa

L'edificio presenta un'ampia superficie su un unico piano, una struttura complessa di ogni zona funzionale, un elevato numero di partizioni e tipologie di consumo energetico diversificate. L'utilizzo del tradizionale metodo di cablaggio integrato incontrerebbe problemi quali l'enorme volume di costruzione, l'elevato costo della fibra ottica per le apparecchiature di cablaggio, la lunga durata e la difficoltà di manutenzione e sostituzione successive. Inoltre, la realizzazione 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 per i cavi nelle prime fasi di costruzione dell'edificio, è probabile che sia necessaria una vasta area di cablaggio ripetuto. Questo di per sé rappresenta 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 appena entrato in funzione, si è optato per la trasmissione dati wireless per accelerare al massimo il processo di costruzione, risparmiare risorse e al contempo ridurre al minimo l'impatto sulle attività operative.

In base alle caratteristiche del sistema di gestione intelligente del consumo energetico e alla situazione effettiva dell'edificio, il sistema è suddiviso in quattro livelli: apparecchiature di raccolta dati in loco, gateway, apparecchiature di elaborazione dati terminali e cloud. L'utilizzo della tecnologia LoRa per la trasmissione dati wireless elimina i costi dei cavi di cablaggio integrati, riduce le difficoltà di costruzione, riduce notevolmente i tempi di costruzione e semplifica il successivo processo di manutenzione, semplificando l'esecuzione della manutenzione su ciascuna apparecchiatura del nodo. Eseguire riparazioni e sostituzioni.

Soluzioni di rete di comunicazione wireless Acrel Lora