インテリジェントビルのエネルギー消費管理と監視におけるLoRa通信メーターの応用

1. LoRa技術の紹介

LoRa（ロングレンジ）は、低消費電力広域ネットワーク（LPWAN、Low Power Wide Area Network）通信技術の1つです。高度な拡散スペクトル変調技術とコーデック方式を採用し、リンクバジェットを増やし、耐干渉性能を向上させています。LoRaのリンクバジェットは最大157dBで、通信距離は15km以上（環境によって異なります）に達します。FSK変調と同様の低消費電力特性を維持するだけでなく、通信距離を大幅に伸ばし、ネットワーク効率を向上させ、干渉を排除します。つまり、異なる拡散シーケンスを持つ端末が同じ周波数で同時に送信しても互いに干渉せず、通信のディープフェーディングやドップラー周波数シフトに対する安定性が向上します。

現在、LoRaは主に433、868、

915MHzなど。本稿では、433MHz周波数帯域のLoRaモジュールを使用し、チャネル間隔2MHz、半二重、透過暗号化伝送によりデータ伝送のセキュリティを確保しています。長距離、低消費電力、マルチノード、低コストなどの特徴を持ち、広範囲に分散・分離された設備の構築に適しています。長距離、耐干渉性、低消費電力を備えた通信ネットワーク。この周波数帯域はISMライセンスフリー周波数帯域に属し、事業者に料金を支払う必要はありません。この周波数帯域は干渉が少なく、LoRaはこの周波数帯域での通信を適切にサポートできます。

2. LoRaに基づくインテリジェントビルデータ伝送ネットワーク設計

建物は1フロアの面積が広く、各機能ゾーンの構造が複雑で、部屋の仕切りが多く、エネルギー消費形態も多様です。従来の統合配線方式を採用すると、施工量が膨大になり、配線設備の光ファイバーコストが高く、工期が長く、その後のメンテナンスや交換が困難になるなどの問題が生じます。さらに、インテリジェントビルエネルギー消費管理システムの構築は、改革の終盤を迎えています。

建物建設の初期段階におけるケーブル井戸の位置の影響により、広範囲にわたる配線の重複が必要となる可能性が高くなります。これはそれ自体がエネルギーの無駄であり、改修工事中の病院の正常な運営にも支障をきたし、極めて非効率です。そのため、既に稼働している病院の実情を考慮し、建設プロセスを最大限に加速し、資源を節約すると同時に、業務への影響を最小限に抑えるために、無線データ伝送を選択しました。

インテリジェントエネルギー消費管理システムの特性と建物の実際の状況に応じて、システムは現場収集設備、ゲートウェイ、端末データ処理装置、クラウドの4層に分割されています。無線データ伝送にLoRa技術を使用することで、統合配線ケーブルのコストが削減され、施工の難易度が低減され、施工時間が大幅に短縮され、後工程のメンテナンスプロセスが簡素化され、各ノード機器のメンテナンスが容易になります。修理・交換も容易に行えます。

Acrel Lora無線通信ネットワークソリューション