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IoT通信技術(shù)在智能計量上的兩種應(yīng)用

2019-04-10 09:01 OFweek人工智能網(wǎng)

導(dǎo)讀: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)逐漸會升級為以物聯(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.

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)逐漸會升級為以物聯(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.

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新能源需求增加了50%,并且預(yù)計到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。



物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)在智能計量領(lǐng)域的應(yīng)用

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)逐漸會升級為以物聯(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)器自動化決策、以及應(yīng)用在智能工廠中的全自動生產(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)備是能源價值鏈中的中心鏈路,必須以適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(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)點對點無線電協(xié)議傳統(tǒng)上用于智能計量和智能建筑,特別是其有條件的雙向質(zhì)量和相對適中的能耗。

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,因為它確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量應(yīng)用。法國天然氣分銷公司GrDF的Gazpar項目是首批169Mhz智能計量網(wǎng)絡(luò)之一。169Mhz頻率具有幾個優(yōu)點。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時比在868Mhz時更大。

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或多個應(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間。

專用網(wǎng)絡(luò)和運營網(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。

運行的網(wǎng)絡(luò)不需要數(shù)據(jù)集中器或SIM卡,因為運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代表一個或多個應(yīng)用層。

端點將在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量管理提供可行且可持續(xù)的解決方案。