LoRaWAN如何助力智能建筑？效率、可持续性和连接性

来源：千家网发布时间：2023-08-21 15:19:20

在智能建筑中，LoRaWAN作为一股变革力量出现，重塑了我们与建筑环境的互动方式。通过实现实时数据采集、预测性维护、能源优化和安全增强，LoRaWAN为超越传统界限的智能建筑奠定了基础。

接下来，我们简要探讨智能建筑中 LoRaWAN 使用的基本概念，以及 LoRaWAN 在智能建筑中的实际用例和如何将其部署到现有的建筑管理系统中。

【资料图】

什么是使用物联网的智能建筑？

智能楼宇自动化解决方案利用物联网 (IoT) 技术超越传统楼宇自动化系统，通过物联网设备连接安全、照明和 HVAC 等各种操作。这些物联网设备传感器和管理系统等都连接到互联网并通过应用程序进行控制。智能建筑系统从这些设备收集数据来分析使用模式，从而实现高效的资源利用并优化建筑环境。

智能建筑为改善管理和舒适度提供了可行的见解，其目标是降低成本、提高使用者舒适度、自动化能源管理、监控资产并满足可持续发展标准。智能建筑跨越从家庭到办公室的各种环境，代表了技术和可持续实践的融合。

LoRaWAN如何实现智能建筑解决方案？

LoRaWAN 技术是一种有效的物联网技术，适用于智能建筑解决方案，能够让房主、物业经理和商业房地产 (CRE) 企业从中受益。LoRaWAN具有易于部署、室内覆盖和低功耗等优势，为新建和改造项目提供智能建筑解决方案。

快速设置和延长设备电池寿命对于投资回报率至关重要，这适用于从智能 HVAC 控制到废物管理的各种应用。尽管 LoRaWAN 提供的数据速度低于 5G，但它仍然可以满足大多数智能建筑的需求，传输适度的数据包。其能源效率意味着更长的设备寿命，降低成本。

LoRaWAN 和 Wi-Fi 之间的协同作用非常引人注目。Wi-Fi 可以满足高带宽需求，而 LoRaWAN 的范围和效率则与之相辅相成。在此设置中，LoRaWAN 管理整个建筑范围的网络，Wi-Fi 负责视频流等带宽密集型功能。

基于LoRaWAN的智能建筑使用示例

基于 LoRaWAN 的智能建筑解决方案提供多种应用，可提高效率、舒适度和可持续性。以下是一些实际使用示例：

智能住宅公用事业计量

由 LoRaWAN 技术提供支持的智能住宅公用事业计量彻底改变了水电等公用事业管理。实时数据传输消除了手动读数，确保精确计费并实现泄漏检测。居民可以通过用户友好的应用程序获取消费洞察，从而加强保护工作。公用事业公司受益于简化的操作和提高的准确性。这一智能解决方案可促进高效的资源管理，有助于实现可持续发展目标，为居民和环境提供帮助。

室内空气和环境质量传感器

由于标准更加严格，室内空气和环境质量（IAQ 和 IEQ）受到关注，因为人们 90% 的时间都在室内度过。不良的 IAQ 和 IEQ 会影响弱势群体。例如，COVID-19 强调了室内空气质量的重要性，减少了学校、办公室和餐馆的病毒传播。

LoRaWAN 支持的 IAQ 和 IEQ 监控可实时跟踪污染物、温度、湿度和二氧化碳水平，从而优化更健康的环境。将 LoRa 设备集成到传感器中可以通过 BACnet 和Modbus等协议进行通信。典型的环境质量监测设置涉及本地物联网平台、20-30 个LoRaWAN网关以及30-50层建筑的700-1000个传感器。

质量测量传感器发送警报并具有用于网络状态和 IAQ/IEQ 指示的LED。省电功能包括LED停用以及短时间间隔后单独或以批量模式传输数据，从而将电池寿命延长至3年。

预防煤气泄漏

气体传感器的LoRaWAN连接是对环境和经济气体泄漏风险的战略响应。凭借LoRaWAN的低功耗、长距离功能，即时警报可增强安全性并防止燃气表附近发生危险。现代免校准传感器适合住宅和工业环境，有效减少气体泄漏。这些先进的探测器有选择地监测有害气体，确保商业和工业空间的安全及时采取行动。

天然气公用事业公司正在通过集成阀门关闭功能来提高安全性。全面的智能关断安全系统包括智能传感器、关断阀、物联网网关和用户友好的软件。这种积极主动的方法符合物联网趋势，以提高公民的福祉。它具有防火、设备可靠性、实时警报等优点，

实时火灾探测

当发生火灾时，检测到做出反应之间的时间对于防止人员伤害和财产损失至关重要。LoRa 设备是智能消防系统的首选，可以将火灾紧急情况通知建筑经理并立即做出响应。

利用 LoRa 技术，实时火灾探测系统彻底改变了安全措施。支持 LoRa 的传感器收集房间内的热量、烟雾和气体数据，并将其传输到物联网网关。这些网关连接到网络服务器进行分析并触发自动响应。现代消防系统集成了 LoRa 设备，提供实时分析和地理定位。每层楼的 LoRaWAN 网关和房间传感器通过 LoRa 快速传输火灾数据，以便立即响应。通过移动或计算机警报，LoRa 设备可以向建筑经理、应急人员和物业经理快速发出通知。这可以保护购物中心等商业地产，检测火焰、烟雾和温度变化。

楼宇安保

LoRaWAN 支持的解决方案通过各种应用彻底改变了建筑安全。入侵者检测系统利用传感器立即通知业主或当局未经授权的访问。访问控制系统限制进入私人区域，增强隐私和安全。视频监控系统提供实时监控和记录，以实现全面的安全管理。在灾难响应中，LoRaWAN 能够及早发现烟雾、火灾或气体泄漏，立即触发警报并确保迅速采取行动。该技术为紧急按钮提供了强大的通信能力，从而实现快速的紧急响应。

故障预测

连接 LoRaWAN 的传感器对于预测性维护至关重要，可显着降低维护成本。通过采用预测分析和按需服务，可以监控各种系统。可以实时检测漏水情况，以便及时干预以防止损坏。可以持续监控电梯电机，以识别潜在故障的早期迹象，从而实现主动维护并最大限度地减少停机时间。

空间优化

来自支持 LoRaWAN 的占用传感器、地理位置跟踪器和人流量计数器的实时数据有助于高效的空间利用。企业可以通过分析占用模式和移动趋势来优化其空间布局。办公室、零售地点和公共空间可以根据使用情况进行重新配置，从而增强用户体验和资源分配。这种数据驱动的方法可最大限度地提高空间利用率、改进工作流程并提高运营效率。

LoRaWAN智能建筑物联网解决方案

在使用 LoRaWAN 的智能建筑中，战略性地放置在整个设施中的专用传感器收集有关温度、占用情况、能源使用和空气质量的实时数据。这些传感器将数据无线传输到LoRaWAN 物联网网关，后者充当通信中心，扩大范围并积累数据。中央服务器处理收集到的信息，应用算法提取有关建筑性能和趋势的有意义的见解。用户通过直观的软件平台获取这些见解，从而实现 HVAC 和物联网照明等远程监控和控制系统。

该系统通过根据占用模式调整设置来优化能源使用，通过实时警报增强安全性，并支持高效的维护计划。随着建筑需求的发展，解决方案的可扩展性允许无缝扩展和适应。LoRaWAN 技术与智能建筑系统的协作创建了一个动态的、数据驱动的环境，提高了舒适度、效率和可持续性。

如何将LoRaWAN部署到BMS系统中？

LoRaWAN 通过提供灵活、经济高效的无线传感器集成来增强传统的楼宇管理系统 (BMS)。它是BMS的补充，能够从不同来源收集数据并增强建筑管理能力。

基于LoRaWAN的BACnet/BACS（楼宇自动化和控制系统）

将 BACnet/BACS（楼宇自动化和控制系统）与 LoRaWAN 集成提供了一种创新方法，可以解决 BACnet 传统硬连线通信带来的挑战。BACnet 长期以来一直是建筑管理的支柱，定义了HVAC、电梯、消防安全和照明协议。然而，其硬连线性质导致更高的构建成本和有限的适应性。

与 BACnet 的限制不同，LoRaWAN 引入了无线、远距离、电池供电传感器的新时代。在应对 Covid-19 危机引发的动态需求的世界中，空间迅速发展，对适应性建筑管理系统的需求变得至关重要。

LoRaWAN 并不是 BACnet 的替代品，而是其功能的扩展。由于传统 BACS 面临局限性，新的楼宇控制技术对于增强 BACnet 的功能至关重要。LoRaWAN 充当这种催化剂，扩展了 BACnet 的功能，并具有适应快速结构变化所需的灵活性和成本效益。

互补网络和BMS集成

互补网络和BMS集成涉及将 LoRaWAN 技术与现有的楼宇管理系统 (BMS) 相结合，以增强功能和效率。以下是该过程的简要概述：

评估和规划：评估当前的BMS，以确定可以从 LoRaWAN 集成中受益的领域。LoRaWAN 网络设置：战略性地部署 LoRaWAN 网关以建立专用的互补网络。在感兴趣的区域安装支持 LoRaWAN 的传感器和设备以收集相关数据。数据转换和集成：开发专用服务器或软件层，将 LoRaWAN 数据转换为与 BMS 兼容的格式（例如 BACnet）。将解码后的数据集成到您的 BMS 中，从而允许 LoRaWAN 设备和 BMS 之间进行通信。数据分析和可视化：利用 BMS 中的集成数据执行高级分析并深入了解建筑性能。测试和优化：彻底测试集成，以确保数据准确性、可靠的通信和正确的功能。优化系统设置以实现最佳性能和响应能力。

通过执行以下步骤，可以成功地将互补的 LoRaWAN 网络与 BMS 集成，利用这两种技术的优势来创建更高效、响应更灵敏的楼宇管理系统。

云端整合

建筑管理中的云集成涉及将 BMS 连接到基于云的平台和服务，以增强数据存储、分析和远程访问。以下是 BMS 云集成的简要指南：

选择符合组织的要求和 BMS 功能的合适的云平台或服务提供商。配置 IoT 设备、传感器和网关，以使用 MQTT 或 HTTP 等协议将数据安全地传输到云平台。设置基于云的存储以安全地存储传入的 BMS 数据。组织和构建数据以方便检索和分析。利用基于云的分析工具来处理和分析收集的数据。生成见解、趋势和报告，以优化建筑性能、能源使用和维护。通过云平台远程访问的 BMS，允许授权用户从任何地方监控和控制楼宇系统。实施用户身份验证和访问控制以确保安全。根据预定义阈值或数据中检测到的异常配置自动警报和通知。通过电子邮件、短信或推送通知接收实时警报，以便及时解决问题。

基于LoRaWAN的智能建筑常见问题及解答

什么是智能建筑中的物联网？

智能建筑中的物联网是指在建筑物基础设施中集成互连设备、传感器和系统，以实现实时数据收集、分析和自动化。这种互连网络可以对照明、暖通空调、安全和能源管理等各种建筑功能进行智能监控、控制和优化。

LoRaWAN可以用于互联网吗？

LoRaWAN 专为设备和网关之间的长距离、低功耗通信而设计，使其适合连接广泛地理区域的物联网设备和传感器。虽然 LoRaWAN 支持物联网连接，但它并不是像传统宽带或蜂窝网络那样直接访问更广泛的互联网。相反，它充当物联网设备和应用服务器之间的通信桥梁，允许它们向基于云的平台传输数据并从其接收命令。