Công nghệ cảm biến không dây LoRa cho hệ thống quản lý Tòa nhà thông minh
09/11/2019
Giới thiệu
Advantech cung cấp các giải pháp truyền thông không dây LoRa (Long Range Radio) vừa khả thi về mặt kỹ thuật và giá cả phải chăng. Để chứng minh điều này, chúng tôi đang xây dựng các tòa nhà thông minh tại Trung tâm R & D Kunshan ở Trung Quốc cũng như tại trụ sở chính Linkou ở Đài Loan. Mục tiêu của dự án này là để làm sáng tỏ hơn tầm nhìn và công nghệ của Advantech cho thế hệ các tòa nhà thông minh tiếp theo.
Thông tin dự án
Chức năng của các tòa nhà đã phát triển đáng kể qua nhiều năm, từ việc đáp ứng nhu cầu cơ bản của con người là cung cấp nơi trú ẩn từ các yếu tố để trở thành một thế hệ mới của các tòa nhà thông minh kết nối các thiết bị và thiết bị khác nhau (điện, điều hòa không khí, chiếu sáng và cửa ra vào, v.v. .) để tạo thành một mạng có thể được quản lý từ trung tâm điều khiển. Cách tiếp cận thiết kế tòa nhà này không chỉ cho phép quản lý tòa nhà tối ưu hóa việc phân bổ tài nguyên và sử dụng năng lượng, mà quan trọng hơn, nó giúp quản lý hiệu quả hơn nhiều bằng cách sử dụng các cảm biến, video và thiết bị âm thanh để giao tiếp và tương tác với người dùng thông qua PC, điện thoại thông minh và các thiết bị liên lạc di động khác. Trong trường hợp cụ thể là tại tòa nhà thông minh của Advantech, các nút và cổng cảm biến LoRa được triển khai để quản lý chất lượng nước, nhiệt độ và không khí.
Thách thức và yêu cầu
- Các nút cảm biến cần phải có ở cả trong nhà, nơi không gian bị hạn chế và ngoài trời, nơi điều kiện môi trường có thể là khá khắc nghiệt. Chúng cũng cần phải nhỏ gọn, không thấm nước và có độ bền cấp công nghiệp.
- Một số nút cảm biến có thể cách phòng điều khiển chính hàng trăm mét và được yêu cầu hoạt động với nguồn điện hạn chế. Do đó, tiêu thụ điện năng thấp, khả năng truyền đường dài và thiết kế sử dụng pin là rất quan trọng.
- Quản lý cần có khả năng sử dụng bảng điều khiển để trực quan hóa dữ liệu được truyền từ các nút cảm biến LoRa đến LoRa Gateway. Hệ thống SCADA tiêu chuẩn cũng cần thiết để triển khai hệ thống.
Giải pháp
Quá trình hoạt động hệ thống được phác thảo như sau:
- Các nút Wzzard LoRa của Advantech được đặt trên đỉnh mái và trong phòng thực vật. Các nút này kết nối với các cảm biến và đồng hồ đo như đồng hồ đo mực nước, máy đo gió, cảm biến nhiệt độ và nhiệt độ, và đầu báo khói, được cố định ở nhiều vị trí khác nhau. Các nút LoRa thu thập dữ liệu từ các thiết bị đầu cuối và truyền thông tin trở lại trung tâm điều khiển trong khoảng thời gian mỗi 30 phút.
- Gateway thông minh SmartSwarm 243 LoRa có thể nhận dữ liệu từ tối đa 30 nút, do đó cho phép quản lý tập trung. Gateway này cũng hỗ trợ các hệ thống HMI như Advantech WebAccess/SCADA, do đó cung cấp cho người dùng khả năng xem dữ liệu trực quan trên bảng điều khiển.
- Khi dữ liệu nhận được chỉ ra rằng một số thông số đã bị vượt quá ngưỡng cho phép, hệ thống sẽ tự động đưa ra thông báo cảnh báo; quản lý cũng có thể điều chỉnh cài đặt bằng tay.
+ Công nghệ mạng cảm biến không dây LoRa
Các nền tảng LoRa cung cấp chức năng giao tiếp mạng tầm xa không dây mà không cần phải trả thêm phí viễn thông, điều này có thể có tác động rõ rệt đến việc giảm chi phí vận hành mạng. Hơn nữa, các giải pháp không dây truyền thống (ví dụ: các điểm truy cập) có phạm vi truyền dữ liệu hạn chế và do đó buộc người dùng phải áp dụng cách tiếp cận chuyên sâu để triển khai nút. Mặc dù các bộ định tuyến di động không bị ảnh hưởng bởi các vấn đề như vậy, chúng vẫn yêu cầu người dùng phải trả phí viễn thông.
+ 3AI/1DI cho nhiều cảm biến và phần mềm tùy chỉnh
LoRa Private Node có thể kết nối đồng thời tới bốn cảm biến, khiến nó đặc biệt lý tưởng cho các dây chuyền sản xuất có nhiều cảm biến hoặc cho các ứng dụng có không gian hạn chế cho các thiết bị bổ sung. Hơn nữa, phần mềm cho các sản phẩm LoRa của Advantech có thể được tùy chỉnh để phù hợp với các kế hoạch giám sát tinh vi nhất. Bởi vì Wzzard LoRa Private Node cung cấp mức độ linh hoạt cao về cả phần cứng và phần mềm, nó giải phóng người dùng khỏi việc phải triển khai cơ sở hạ tầng mạng không dây đắt đỏ khác, có nghĩa là chi phí đầu tư có thể được phân bổ cho các khoản đầu tư quan trọng khác.
+ Vỏ bọc IP66 và Thiết kế pin / năng lượng mặt trời cho các địa điểm ngoài trời
Với tiêu chuẩn IP66, Gateway Wzzard LRPv Node và SmartSwarm 243 được bảo vệ chống xâm nhập khỏi bụi cũng như các tia nước mạnh mẽ. Thiết kế nguồn cấp năng lượng kép của các thiết bị này (DC/pin cho Wzzard LRPv Node và năng lượng mặt trời / pin cho SmartSwarm 243) cũng cung cấp cho người dùng nhiều tùy chọn triển khai cho các dự án khác nhau.
+ Chế độ tiết kiệm năng lượng kép và hệ thống báo động
LoRa Private Node có hai chế độ tiết kiệm năng lượng: chế độ ngủ (đối với khi nút không được sử dụng) và chế độ hoạt động (đối với truyền dữ liệu theo lịch trình). Chẳng hạn, nếu một nút được lên lịch báo cáo dữ liệu cảm biến hai lần mỗi giờ, thì chế độ ngủ sẽ tự động kích hoạt khi nút không được sử dụng và chế độ hoạt động sẽ đánh thức nút khi dữ liệu phải được truyền đi, do đó tối đa hóa hiệu quả năng lượng của thiết bị. Một hệ thống báo động cũng được cài đặt để thông báo cho người dùng khi một giá trị cụ thể đã vượt quá ngưỡng nhất định.
Tại sao là Advantech?
Advantech không chỉ cung cấp các sản phẩm bền bỉ và an toàn mà còn cung cấp các giải pháp tích hợp sẵn sàng nâng cấp và các dịch vụ chất lượng cao. Với nhiều năm kinh nghiệm và cam kết phát triển theo xu hướng Công nghiệp 4.0, nhóm iConnectivity của Advantech tập trung vào từng chi tiết để cung cấp cho khách hàng giải pháp tối ưu nhất.
Thống kê cho thấy các tòa nhà thương mại tiêu thụ một tỷ lệ đáng kể về điện năng thế giới. Giảm và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng của các tòa nhà không chỉ rất quan trọng đối với các công ty đang tìm cách giảm chi phí hoạt động mà còn để giảm lượng khí carbon dioxide và các khí nhà kính khác. Đây là một mục đích chính của các tòa nhà thông minh. Advantech, với nhiều năm kinh nghiệm với các máy tính công nghiệp và mạng công nghiệp, đang tiến một bước để thực hiện mục tiêu kiến tạo một hành tinh thông minh.
Với tầm nhìn của mình, chúng tôi đang tập trung nguồn lực vào sự phát triển trong tương lai. Chúng tôi dự định mở rộng phần cứng, phần mềm và dịch vụ đám mây để cung cấp cho khách hàng của mình các giải pháp tòa nhà thông minh tốt nhất với các nền tảng tích hợp. Chúng tôi cũng có kế hoạch hợp tác với các kiến trúc sư và chủ sở hữu để đưa ra các giải pháp được chứng nhận cho các tòa nhà thông minh để làm cho các tòa nhà thông minh trở nên thịnh hành hơn.
