지능형 빌딩 에너지 소비 관리 및 모니터링에 LoRa 통신 미터 적용

1. LoRa 기술 소개

LoRa는 Long Range의 약자로, 저전력 광역 네트워크(LPWAN, Low Power Wide Area Network) 통신 기술 중 하나입니다. 고급 대역 확산 변조 기술과 코덱 방식을 사용하여 링크 버짓을 높이고 간섭 방지 성능을 향상시킵니다. LoRa의 최대 157dB 링크 버짓은 통신 거리를 15km 이상(환경에 따라 다름)까지 확장할 수 있습니다. FSK 변조와 동일한 저전력 소모 특성을 유지할 뿐만 아니라 통신 거리를 크게 늘리는 동시에 네트워크 효율을 향상시키고 간섭을 제거합니다. 즉, 서로 다른 확산 시퀀스를 사용하는 단말이 동일 주파수를 사용하여 동시에 전송하더라도 서로 간섭하지 않으며, 통신 딥 페이딩 및 도플러 주파수 편이에 대한 안정성이 더욱 뛰어납니다.

현재 LoRa는 433, 868 등 전 세계 무료 주파수 대역에서 주로 운영되고 있습니다.

915MHz 등. 본 문서에서는 433MHz 주파수 대역의 LoRa 모듈을 사용합니다. LoRa 모듈은 2MHz 채널 간격, 반이중 방식, 그리고 투명 암호화 전송 방식을 통해 데이터 전송 보안을 보장합니다. 장거리, 저전력 소모, 다중 노드, 저비용의 특성을 갖추고 있어, 널리 분산되고 분산된 장비를 구축하는 데 적합합니다. 장거리, 간섭 방지 기능, 저전력 소모의 통신 네트워크입니다. 이 주파수 대역은 ISM 비면허 주파수 대역에 속하며, 운영자에게 사용료를 지불할 필요가 없습니다. 간섭이 적고 LoRa는 이 주파수 대역에서 통신을 원활하게 지원할 수 있습니다.

2. LoRa 기반 지능형 빌딩 데이터 전송망 설계

이 건물은 단층 건물로 면적이 넓고, 각 기능 구역의 구조가 복잡하며, 방의 칸막이가 많고, 에너지 소비 유형이 다양합니다. 기존의 통합 배선 방식을 사용할 경우, 공사 물량 증가, 배선 장비의 높은 광섬유 비용, 공사 기간 연장, 후속 유지보수 및 교체의 어려움 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 더욱이, 지능형 빌딩 에너지 소비 관리 시스템 구축은 아직 걸음마 단계입니다.

건물 건설 초기 단계에서 케이블 웰(cable well) 위치의 영향으로 인해 넓은 면적의 반복 배선이 필요할 가능성이 높습니다. 이는 그 자체로 에너지 낭비입니다. 또한, 리노베이션 기간 동안 병원의 정상적인 운영을 저해하고 매우 비효율적입니다. 따라서 운영 중인 병원의 실제 상황을 고려하여, 건설 속도를 최대화하고 자원을 절약하며 운영에 미치는 영향을 최소화하기 위해 무선 데이터 전송 방식을 채택했습니다.

지능형 에너지 소비 관리 시스템의 특성과 건물 실제 상황에 따라 시스템은 현장 수집 장비, 게이트웨이, 단말 데이터 처리 장비, 클라우드의 네 가지 계층으로 구분됩니다. LoRa 기술을 이용한 무선 데이터 전송은 통합 배선 케이블 비용을 절감하고, 시공 난이도를 낮추며, 시공 시간을 대폭 단축하고, 이후 유지 보수 과정을 간소화하여 각 노드 장비의 유지 보수를 용이하게 하고, 수리 및 교체를 수행합니다.

Acrel Lora 무선 통신 네트워크 솔루션