萬物互聯時代背景下,物聯網技術的飛速發展讓萬事萬物都具備了互聯互通的“交流”潛力,人與物、物與物之間的“對話”正變得愈發頻繁,而寫字樓、商務大廈與居民樓等現代建筑作為人類學習工作與生活休閑的固定居所,亦漸漸地從沒有溫度的鋼筋水泥混合物轉變為擁有大腦和觸覺的智能“生命體”。
智能建筑作為未來智慧城市的重要基礎單元,主要通過低功耗廣域網(LPWAN)技術將各樓層中傳感器節點所感知到的數據匯總傳輸至一個統一的智能調度中心,智能調度中心在進行數據分析后會向執行設備節點發出調整指令,從而創造出既舒適節能又健康溫馨的室內生態環境。
其中,LoRaWAN作為一種采用星型網絡拓撲結構,具備低功耗、遠距離與抗干擾能力強等連接特性的無線通信協議,可在數公里通信距離內接入上千個低功耗終端節點(傳感器節點、執行設備節點),是當代智能建筑實現降本維護、高效節能、資產監控與遠程管理的首選通信解決方案之一。
LoRaWAN協議,如何重塑現代建筑能效體系?
LoRaWAN的核心優勢在于其開放協議標準和靈活的私有部署能力,無需綁定單一運營商或企業,具備高度自主性與生態兼容性,以及其在物理層上的LoRa調制技術(CSS——Chirp Spread Spectrum)可顯著提升設備的通信距離。
對于智能建筑領域的管理者而言,采用LoRaWAN協議不僅能自主選擇設備廠商(傳感器、執行設備、網關)、自主搭建網絡類型(私有網絡、公共網絡、混合網絡),還能輕松地與現有樓宇管理系統(BMS)集成,在單個控制界面上實現對不同子系統(HVAC、照明、安防等)的集中控制和遠程監控。

智能建筑中的LoRaWAN方案(圖源:LoRa聯盟)
如上圖所示,LoRaWAN方案在智能建筑的各個領域中都有應用,其既適用于全新建筑,也適用于正在翻新的舊建筑。
例如,在室內空氣質量(IAQ)與環境質量(IEQ)方面,通過采用空氣質量(CO2、VOCs、PM)、溫濕度、氣壓、光學與聲學等LoRaWAN傳感器,管理者即可在智能建筑中構建一個完善的環境質量監測體系,從而保障空氣質量,優化環境條件,提升辦公效率。
在能源管理與安全生產方面,通過部署支持LoRaWAN協議的智能計量儀表(電表、水表、燃氣表)、燃氣傳感器與煙霧傳感器,管理者即可在后臺系統中直觀、精確地了解到整個智能建筑的能源使用情況,解決人工抄表的復雜步驟,并實現對能源泄露與生產風險的快速響應。
此外,在檢測維護與資產追蹤方面,通過在建筑結構和關鍵設備中部署溫度、振動等LoRaWAN傳感器,管理者即可通過數據評估設備狀態并安排維護計劃;同時,通過加裝LoRaWAN資產追蹤器,管理者還可對貴重資產進行實時的使用監控、防盜檢測及移動追蹤,確保高效的資產管理方案。
RFM6601,現代智能建筑的“物聯”硬件
當現代建筑成功借助物聯網強大的互聯互通能力與人類進行頻繁的溝通交互時,這張覆蓋建筑內外的“智能神經網絡”能否穩定運轉,既依賴于LoRaWAN協議的技術優勢,更離不開支撐協議落地的核心硬件載體。
例如,RFM6601就是一款華普微自主研發的,通過FCC/CE/IC認證的,具備低功耗、高靈敏度、遠距離通信與高性價比等優勢的LoRaWAN模塊,其采用先進的數模混合設計,基于獨創自適應速率算法,可高效構建LPWAN網絡,支持LoRaWAN節點,可大幅延長LoRaWAN設備,尤其是LoRaWAN傳感器的使用壽命。

RFM6601——產品參數
RFM6601基于CSS擴頻調制技術,具備天然的抗多徑干擾能力和穿透能力,在低信噪比環境中仍能穩定、準確地傳輸數字信號。同時RFM6601還可提供豐富的外設功能,包括多個通用GPIO,32.768 KHz外部晶體振蕩器,信道偵聽,高精度RSSI測量,以及12位高速ADC及DAC等。
展望未來,隨著物聯網與人工智能的快速發展與深度融合,LoRaWAN協議的開放性與靈活性將會進一步釋放智能建筑的“物聯生命力”,令每一棟建筑從“被動接收指令”的智能體,逐步成長為“主動感知需求、自主優化運行”的智慧空間,與城市整體的智慧化進程同頻共振,最終為人類勾勒出一幅“建筑有溫度、城市有情懷”的未來圖景。
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