Zastosowanie licznika komunikacyjnego LoRa w inteligentnym zarządzaniu i monitorowaniu zużycia energii w budynku

1. Wprowadzenie do technologii LoRa

LoRa, pełna nazwa Long Range, to jedna z technologii komunikacyjnych małej mocy w sieciach rozległych (LPWAN, Low Power Wide Area Network). Wykorzystuje zaawansowaną technologię modulacji widma rozproszonego i schemat kodeków, aby zwiększyć budżet łącza i lepszą wydajność przeciwzakłóceniową. Budżet łącza LoRa wynoszący do 157 dB umożliwia odległość komunikacyjną sięgającą ponad 15 km (w zależności od środowiska). Nie tylko utrzymuje tę samą charakterystykę niskiego zużycia energii co modulacja FSK, ale także znacznie zwiększa odległość komunikacyjną, poprawiając jednocześnie wydajność sieci i eliminując zakłócenia, to znaczy terminale o różnych sekwencjach rozpraszania nie będą się wzajemnie zakłócać, nawet jeśli użyją tej samej częstotliwości do nadawania w tym samym czasie i mają lepszą stabilność przed głębokim zanikaniem komunikacji i przesunięciem częstotliwości Dopplera.

Obecnie LoRa działa głównie w wolnych pasmach częstotliwości na całym świecie, w tym 433, 868,

915 MHz itp. W artykule zastosowano moduł LoRa w paśmie częstotliwości 433 MHz, z odstępem międzykanałowym 2 MHz, półdupleksem i transparentną, szyfrowaną transmisją w celu zapewnienia bezpieczeństwa transmisji danych. Charakteryzuje się dużą odległością, niskim zużyciem energii, wieloma węzłami i niskim kosztem i nadaje się do budowania sprzętu, który jest szeroko rozpowszechniony i szeroko odseparowany. Sieć komunikacyjna o dużej odległości, zdolności przeciwzakłóceniowej i niskim zużyciu energii. Pasmo to należy do pasma częstotliwości ISM wolnego od licencji i nie ma konieczności uiszczania opłat na rzecz operatora. W tym paśmie częstotliwości jest mniej zakłóceń, a LoRa może dobrze obsługiwać komunikację w tym paśmie częstotliwości.

2. Projekt inteligentnej sieci transmisji danych w budynku w oparciu o LoRa

Budynek charakteryzuje się dużą powierzchnią na jednej kondygnacji, złożoną strukturą poszczególnych stref funkcjonalnych, dużą liczbą podziałów pomieszczeń oraz zróżnicowanym rodzajem zużycia energii. Jeśli zostanie zastosowana tradycyjna metoda zintegrowanego okablowania, pojawią się problemy, takie jak ogromna objętość konstrukcji, wysoki koszt światłowodów w okablowaniu, długi okres czasu oraz trudności w późniejszej konserwacji i wymianie. Co więcej, budowa inteligentnego systemu zarządzania zużyciem energii w budynku jest reformą na późnym etapie.

Ze względu na wpływ lokalizacji studni kablowych na wczesne etapy budowy budynku, prawdopodobne jest, że wymagane będzie powtarzalne okablowanie na dużej powierzchni. To samo w sobie jest stratą energii. Utrudni to także normalne funkcjonowanie szpitala w czasie remontu i jest wyjątkowo nieefektywne. Dlatego też, biorąc pod uwagę rzeczywistą sytuację oddanego do użytku szpitala, zdecydowano się na bezprzewodową transmisję danych, aby w jak największym stopniu przyspieszyć proces budowy, zaoszczędzić zasoby, a jednocześnie zminimalizować wpływ na działalność operacyjną.

Zgodnie z charakterystyką inteligentnego systemu zarządzania zużyciem energii i rzeczywistą sytuacją budynku, system jest podzielony na cztery warstwy: urządzenia zbierające na miejscu, bramkę, terminalowy sprzęt do przetwarzania danych i chmurę. Zastosowanie technologii LoRa do bezprzewodowej transmisji danych eliminuje koszt zintegrowanych kabli okablowania, zmniejsza trudność budowy, znacznie skraca czas budowy i upraszcza późniejszy proces konserwacji, ułatwiając przeprowadzanie konserwacji urządzeń każdego węzła. Wykonaj naprawę i wymianę.

Rozwiązania sieci komunikacji bezprzewodowej Acrel Lora