IoT通信技術(shù)在智能計(jì)量上的2種應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和新能源的結(jié)合正在加速我國傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)，智能電網(wǎng)、智能水務(wù)、智能環(huán)保、智能開采等新興領(lǐng)域隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用落地而處于飛速發(fā)展中，公開數(shù)據(jù)顯示，自20世紀(jì)90年代以來全球各國對(duì)新能源需求增加了50％，并且預(yù)計(jì)到2040年將進(jìn)一步增加30％，IoT連接技術(shù)逐漸越來越多的用于處理能源管理和提供改進(jìn)的解決方案上。

IoT通信技術(shù)將成為能源利益商企們的戰(zhàn)略發(fā)展杠桿，驅(qū)動(dòng)其業(yè)務(wù)快速發(fā)展使其持續(xù)受益。

IoT連接技術(shù)為工業(yè)和能源業(yè)帶來了前所未有的技術(shù)升級(jí)的便利，傳統(tǒng)以IT為主架構(gòu)的工業(yè)互聯(lián)形態(tài)逐漸會(huì)升級(jí)為以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云、3位一體的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)形態(tài)，物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)能夠解決在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）設(shè)備之間多端連接、大數(shù)據(jù)交互以及快速傳輸，如傳感器和數(shù)據(jù)集中器。

解決了萬物互聯(lián)的條件下，對(duì)加速促進(jìn)新能源監(jiān)測和制造、預(yù)測性維護(hù)以及AI機(jī)器自動(dòng)化決策、以及應(yīng)用在智能工廠中的全自動(dòng)生產(chǎn)線等目前比較熱門的商用問題的解決將變得更加容易。

M2M設(shè)備是能源價(jià)值鏈中的中心鏈路，必須以適當(dāng)?shù)?a target="_blank">通信協(xié)議進(jìn)行通信。這提出了用于從現(xiàn)場設(shè)備傳輸信息的不同技術(shù)解決方案的問題。在水和天然氣應(yīng)用的情況下，通常使用無線技術(shù)。以下列出兩例常見的用于智能計(jì)量的物聯(lián)通信技術(shù)。

無線M－Bus協(xié)議

使用169Mhz或868Mhz 的無線M－Bus（WM－Bus）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線電協(xié)議傳統(tǒng)上用于智能計(jì)量和智能建筑，特別是其有條件的雙向質(zhì)量和相對(duì)適中的能耗。

WM－Bus是一種標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議。這是選擇解決方案的基本點(diǎn)，因?yàn)樗_保了所有制造商之間的兼容性。

無線Mbus協(xié)議基于專用的非運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)。為了操作，無線Mbus網(wǎng)絡(luò)需要集中器（或網(wǎng)關(guān)），其允許所有傳感器和遠(yuǎn)程信息系統(tǒng)之間的連接。

無線Mbus協(xié)議基于兩個(gè)頻段：868Mhz和169Mhz。這些都是可以與其他應(yīng)用程序共享的自由波段。已制定法規(guī)以確保公平分享。在歐洲，這些法規(guī)由ARCEP（法國電信和郵政監(jiān)管機(jī)構(gòu)）執(zhí)行，并處理頻率信道，傳輸功率和帶寬占用率（占空比）。

868Mhz傳統(tǒng)上是最常用的頻段。在自由場中，傳感器和聚光器之間可能覆蓋的距離大約為1km。在建筑物內(nèi)使用868Mhz無線電網(wǎng)絡(luò)更為復(fù)雜。內(nèi)部分區(qū)可能是波傳輸?shù)闹匾系K，可能需要使用中繼器。

169Mhz頻段最近已用于智能計(jì)量應(yīng)用。法國天然氣分銷公司GrDF的Gazpar項(xiàng)目是首批169Mhz智能計(jì)量網(wǎng)絡(luò)之一。169Mhz頻率具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。使用的頻率越低，波穿透越大。因此，在建筑物內(nèi)部，所覆蓋的距離或經(jīng)過的樓層數(shù)量在169Mhz時(shí)比在868Mhz時(shí)更大。

LoRa無線電協(xié)議作為解決方案

就其本身而言，LoRa無線電協(xié)議是一種在工業(yè)和能源領(lǐng)域備受青睞的低功率寬范圍（LPWA）解決方案，是一種868Mhz無線電協(xié)議，僅描述設(shè)備的物理層。因此，有必要在該無線電層上方放置一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用層。使用LoRa，與頻率切換鍵（FSK）調(diào)制中的傳統(tǒng)WM－Bus協(xié)議相比，可以獲得30dB，從而使信號(hào)減小10，000倍。LoRa允許在不同信道上傳輸，從而改善頻帶占用時(shí)間。

專用網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)是使用LoRa或LoRaWAN的兩種類型的網(wǎng)絡(luò)。

專用網(wǎng)絡(luò)需要自己的數(shù)據(jù)集中器和自己的LoRa網(wǎng)絡(luò)。它在安全性和使用方面是理想的，可以安裝在任何地方。

運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)不需要數(shù)據(jù)集中器或SIM卡，因?yàn)檫\(yùn)營商提供直接從所有現(xiàn)場設(shè)備收集的基站。

例如，建筑物內(nèi)需要優(yōu)化，有利可圖且最重要的安全能源管理的答案來自專有解決方案，其中LoRa代表較低層，無線M－Bus代表一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用層。

端點(diǎn)將在LoRa中與集中器集線器通信，集中器集線器將包含LoRa物理層和WM－Bus應(yīng)用層。

LoRa和WM－Bus協(xié)議的這種組合可以為智能計(jì)量管理提供可行且可持續(xù)的解決方案。

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