Ứng dụng đồng hồ đo truyền thông LoRa trong quản lý và giám sát tiêu thụ năng lượng của tòa nhà thông minh

1. Giới thiệu về công nghệ LoRa

LoRa, tên đầy đủ của Long Range, là một trong những công nghệ truyền thông mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN, Low Power Wide Area Network). Nó sử dụng công nghệ điều chế phổ trải rộng tiên tiến và sơ đồ codec để tăng ngân sách liên kết và hiệu suất chống nhiễu tốt hơn. Ngân sách liên kết của LoRa lên tới 157 dB cho phép khoảng cách truyền thông đạt tới hơn 15 km (tùy thuộc vào môi trường). Nó không chỉ duy trì cùng các đặc điểm tiêu thụ điện năng thấp như điều chế FSK mà còn tăng đáng kể khoảng cách truyền thông, đồng thời cải thiện hiệu quả mạng và loại bỏ nhiễu, nghĩa là các thiết bị đầu cuối có trình tự lan truyền khác nhau sẽ không gây nhiễu lẫn nhau ngay cả khi chúng sử dụng cùng một tần số để truyền cùng một lúc và có độ ổn định tốt hơn chống lại fading sâu truyền thông và dịch chuyển tần số Doppler.

Hiện nay, LoRa chủ yếu hoạt động ở các băng tần miễn phí trên toàn thế giới, bao gồm 433, 868,

915 MHz, v.v. Bài viết này sử dụng mô-đun LoRa trong băng tần 433 MHz, với khoảng cách kênh là 2 MHz, bán song công và truyền mã hóa trong suốt để đảm bảo an toàn truyền dữ liệu. Nó có các đặc điểm là khoảng cách xa, tiêu thụ điện năng thấp, nhiều nút và chi phí thấp, và phù hợp để xây dựng các thiết bị được phân phối rộng rãi và tách biệt rộng rãi. Mạng truyền thông có khoảng cách xa, khả năng chống nhiễu và tiêu thụ điện năng thấp. Băng tần này thuộc băng tần không cần giấy phép ISM và không cần phải trả phí cho nhà điều hành. Có ít nhiễu hơn trong băng tần này và LoRa có thể hỗ trợ tốt cho truyền thông trong băng tần này.

2. Thiết kế mạng truyền dữ liệu tòa nhà thông minh dựa trên LoRa

Tòa nhà có diện tích lớn trên một tầng, cấu trúc phức tạp của từng khu chức năng, số lượng vách ngăn phòng lớn, và các loại năng lượng tiêu thụ đa dạng. Nếu sử dụng phương pháp đấu dây tích hợp truyền thống, sẽ có những vấn đề như khối lượng xây dựng lớn, chi phí cáp quang cao cho thiết bị đấu dây, thời gian dài và khó khăn trong việc bảo trì và thay thế sau này. Hơn nữa, việc xây dựng hệ thống quản lý năng lượng tiêu thụ của tòa nhà thông minh là một cải cách giai đoạn cuối.

Do ảnh hưởng của vị trí giếng cáp trong giai đoạn đầu xây dựng công trình, có khả năng sẽ cần phải đi dây nhiều lần trên diện tích lớn. Bản thân điều này đã là lãng phí năng lượng. Nó cũng sẽ cản trở hoạt động bình thường của bệnh viện trong quá trình cải tạo và cực kỳ kém hiệu quả. Do đó, xét đến tình hình thực tế của bệnh viện đã đi vào hoạt động, truyền dữ liệu không dây đã được lựa chọn để đẩy nhanh quá trình xây dựng ở mức độ lớn nhất, tiết kiệm tài nguyên và đồng thời giảm thiểu tác động đến hoạt động.

Theo đặc điểm của hệ thống quản lý tiêu thụ năng lượng thông minh và tình hình thực tế của tòa nhà, hệ thống được chia thành bốn lớp: thiết bị thu thập tại chỗ, cổng, thiết bị xử lý dữ liệu đầu cuối và đám mây. Việc sử dụng công nghệ LoRa để truyền dữ liệu không dây giúp loại bỏ chi phí cáp dẫn tích hợp, giảm độ khó của quá trình thi công, rút ​​ngắn đáng kể thời gian thi công và đơn giản hóa quá trình bảo trì sau này, giúp việc bảo trì trên từng thiết bị nút dễ dàng hơn. Thực hiện sửa chữa và thay thế.

Giải pháp mạng truyền thông không dây Acrel Lora