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方案概述

    隨著城市的迅速發(fā)展，能源、環(huán)境問題已成為當今社會的重要難題。同時，城市集中供熱早已取代小鍋爐區(qū)域供熱成為一個趨勢。城市供熱地理位置分散，采集、控制功能要求穩(wěn)定，安全性要求較高，通過調(diào)度中心的遠程監(jiān)控系統(tǒng)對熱網(wǎng)系統(tǒng)中無人值守換熱站進行實時監(jiān)控是必不可少的。通過對各供熱管道和區(qū)域進行監(jiān)測，是保證供熱質量的前提條件。
由于地理條件、網(wǎng)絡狀況、經(jīng)濟因素、技術方面的原因，如果不能選擇合理的通訊組網(wǎng)方式，往往會使得通訊傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而影響供熱管網(wǎng)監(jiān)控的安全性，穩(wěn)定性。
本方案采用與廈門四信合作研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)水力平衡溫度監(jiān)測終端、防盜暖監(jiān)測終端、供暖監(jiān)控平臺。水力平衡溫度監(jiān)測終端和防盜暖監(jiān)測終端基于LoRa技術方案，各自獨立工作、互不影響，傳輸距離遠，抗干擾能力強，超低功耗，工作穩(wěn)定，實現(xiàn)無線連接。 
 
方案拓撲： 采集終端可實現(xiàn)功能為：
1、水力平衡溫度監(jiān)測終端：主要監(jiān)測用戶室溫、回水、供水溫度，平時保持最低2ua的休眠狀態(tài)，每隔4小時喚醒一次，將溫度信息進行采集并主動上報給F8L10GW基站通訊單元；
2、防盜暖監(jiān)測終端：監(jiān)測用戶停供鎖閉閥開關狀態(tài)，當鎖閉閥開關狀態(tài)發(fā)生變化時候，啟動防拆報警功能，并主動上報給F8L10GW基站通信單元；
3、實現(xiàn)電池電量采集監(jiān)測，當電池電壓低于3.3V時候進行報警處理，提示客戶更換電池；
4、實現(xiàn)心跳功能，可設置每隔一定時間主動上報心跳包給F8L10GW基站通訊單元，做到終端在線狀態(tài)的檢測；
F8L10GW基站通訊單元：
實現(xiàn)對采集終端狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集，并提供前端采集的信息的轉發(fā)和上傳通道；
LoRaWAN中繼單元：
為了增強基站的范圍覆蓋能力，四信切合用戶實際應用場景，開發(fā)了LoRaWAN中繼功能，做到了盲區(qū)節(jié)點的全覆蓋；
供暖系統(tǒng)監(jiān)測平臺：
模塊化設計、部署方便、操作簡便，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時查看、預警管理、數(shù)據(jù)分析、布點定位等功能；
 
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產(chǎn)品介紹

1、F8L10GW 基站 產(chǎn)品功能：
u 支持LoRaWAN協(xié)議：ClassA、ClassC
u 工作頻率：EU433、CN470-510、CN779-787、EU863-870、US902-928、AU915-928、AS923、KR920-923
u 市區(qū)通信距離：6km，實際距離以測試為主；
u 最大發(fā)射功率：23±2dBm
u 天線接收靈敏度：最大-142dbm @LoRa ;
u 通信帶寬：125kHz、250kHz、500kHz
u 8個上行channel,1個下行channel
u 實現(xiàn)安全可靠、低延時的無線傳輸技術
u 通信速率：自適應鏈路速率
u 工作模式：支持收發(fā)異頻、同頻
u 定位功能：GPS
u 上報服務器方式：3G/4G、有線以太網(wǎng)
u 無線管理：WiFi無線管理及升級
 
1、LoRa 模塊
產(chǎn)品功能：
u 采用高性能工業(yè)級芯片
u 電源輸入：DC 3.3～5.0V
u 產(chǎn)品系列支持全球各地多種頻段:433/470/780/868/915 MHz 
u 低功耗設計，支持休眠和喚醒模式
u 高接收靈敏度，通信距離更遠
u 支持OTA空中升級
u 支持空中喚醒功能
u 6種射頻速率可調(diào)：0.3-5.5kbps
u 發(fā)射功率設置靈活：5~20dBm
u 支持多種封裝形式，單排2.54mm*7插針同時兼容半孔/雙排2.0mm*10插針兼容半孔，可以根據(jù)用戶自身需求靈活選擇使用
u 支持多種天線連接方式，U.FL接口/SMA接口
u 智能型數(shù)據(jù)模塊，上電即可進入數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)
u 透傳、AT、API 3種工作模式選擇
u 輸出標準3.3V TTL電平
 

平臺展示  

l 實時監(jiān)測：24小時監(jiān)視熱用戶的供回水溫度及室內(nèi)溫度和鎖閉閥開關狀態(tài)；
l 報警提醒：平臺收到報警信息時，以各種方式推送至相關值班及負責人員，提醒關注故障狀況，并及時采取相應措施消除隱患；
l 數(shù)據(jù)分析：通過對采集終端的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)二次供暖失衡隱患，保障熱網(wǎng)在最佳工況下運行；
l 歷史記錄：所有采集數(shù)據(jù)、告警信息及預警處理均有歷史記錄，并可供用戶查詢調(diào)閱；
l 權限管理：系統(tǒng)可根據(jù)用戶實際業(yè)務流程和管理需求，給不同的操作人員分配不同的權限，從而提高系統(tǒng)整體安全性；
l APP聯(lián)動：通過手機APP，相關授權人員可以隨時、隨地了解各區(qū)域、各樓層、各房間的監(jiān)測情況，掌握熱用戶供暖狀態(tài)，接受報警信息，進行遠程預警及預警處理  

實際應用

以下為遼寧省某供熱集團采用四信-供暖檢測系統(tǒng)，在某小區(qū)的實際應用案例。
 
小區(qū)供暖管道井及樓層分布圖： 制高點的基站安裝： 管道井內(nèi)的監(jiān)測終端： 網(wǎng)絡部署測試情況及數(shù)據(jù)展示
1、F8L1OGW 基站安裝，基站安裝在小區(qū)制高點47# 樓15層頂樓；
2、節(jié)點放置測試結果：
①、距離基站最近的四個方向的樓層，1-15層可完全覆蓋；
我們?nèi)∫恍﹨⒖键c，實測數(shù)據(jù)如下：
47#，11樓以上通信正常；
56#，1樓以上均通信正常；
55#，1樓丟包，2樓以上通信正常； 
54#，1-2樓丟包，3樓以上通信正常；
37#，1樓以上通信正常；
35#，1樓以上通信正常（部分1樓管道井存在盲點）； 
②、通訊距離上，往小區(qū)邊界大樓24#樓（距離基站500米左右）的高樓層管道井布置節(jié)點，均能穩(wěn)定通訊，可見在沒有大量遮擋的情況下，通信距離并不會過度衰減。
③、中繼效果：在55#樓部署中繼，35#、37#、54#、55#的盲區(qū)（底樓層）均能有效覆蓋；
3、部署經(jīng)驗
①、由于節(jié)點均放置在管道井內(nèi)測試，所以實際穿透的墻體比正常放在室內(nèi)的還多；
②、吸盤天線的性能比FPC內(nèi)置天線有多穿透1棟樓的效果；
③、合理的部署LoRaWAN中繼，能有效的覆蓋盲區(qū)節(jié)點，增大基站覆蓋面積。