安科瑞华南

【摘要】能源管理系统是降低能源消耗、提高能源利用效率的有效途径，是园区实现全面节能减排的必要手段。 本文提出了一种基于LoRa技术的园区能源管理系统。 LoRa技术功耗低、传输距离远、抗干扰性强等特点为其在能源管理系统中的应用提供了基础。 管理系统由感知层、传输层、数据处理层和应用层组成。 系统建立了从能源供应到用能终端的能源管控平台，为能源消耗数据的在线监测、统计分析和能源调度提供了依据。

关键词：低功耗广域网； LoRa技术； 园区能源管理； 系统设计

0 前言

研究表明，我国能源利用效率为33%，比发达国家低10个百分点。 能源问题给社会发展和环境资源带来巨大压力，节能减排形势严峻。 传统粗放的能源管理方法和措施难以满足管理需要。 随着物联网和大数据技术的发展，尤其是低功耗广域网（LPWAN）技术的兴起，借助新兴技术构建园区能源管理体系已成为管理的必然趋势。 园区能耗管理系统综合运用现代通信技术、能源物联网技术、需求侧管理手段，对园区各单元能耗进行监测、动态分析和集中管理能耗监测与管理系统设计，提高园区能源管理水平公园，并降低能源成本。

目前能源管理数据监控系统大多采用WiFi，存在信号衰减快、易受其他信号干扰的问题。 本文设计了一种基于LoRa（LoRa）数据传输的园区能源管理系统，实现能源消耗的实时采集和科学预警。 LoRa作为一种面向低功耗广域网的远距离通信技术，解决了传统无线传感器网络无法兼顾传输距离和低功耗的问题。 园区能耗管理系统利用园区内各种传感器采集能耗信息，实现采集、显示、分析、诊断等功能，实现对各系统的控制和优化管理。

1 园区能源管理系统设计

园区的正常运行需要水、热、电、气等多种能源的供应。 各种能源的消耗具有范围广、时间不规律、消耗量大的特点。 通过园区能耗数据的采集、传输、数据管理和应用，实现园区的能源配置和优化运维。 园区能源管理平台采用标准物联网架构，由四部分组成，如图1所示。

(1) 感知层

作为整个能源管理系统基础的重要组成部分，由各个采集节点组成。 根据能源消耗的性质，将各个传感器节点部署在不同的区域，监测园区的各种能源消耗数据。

(2) 传输层

根据园区特点，采用LoRa技术实现数据采集节点到网关的无线数据传输，无需综合布线，降低施工难度； 从网关到数据中心，都可以使用移动通信网络或LoRa技术。

(3) 数据处理层

通过建立能耗评价模型，采用数据挖掘、统计计算、多维分析等手段对能耗数据进行分析，为功能应用层提供数据支持。

(4) 应用层

能耗管理平台具有实时数据监测、能耗地图、能效管理、能效分析、能效诊断、辅助决策等功能，通过多维度、可视化的系统实现与用户的信息交互功能。

2 LoRa数据通信技术

LoRa是美国公司发布的一种基于扩频调制的解调技术，具有超远距离、低功耗等特点。 该技术主要针对数据量小、传输距离远的用户场景。 LoRa具有低功耗、远距离、大容量、穿透能力强等特点，可降低开发成本和运维成本，适用于园区能源管理系统。

LoRa 具有典型的星形拓扑结构。 架构如图2所示，主要由终端、网关和服务器三部分组成。 终端设备应用LoRa技术，采用单跳方式与一个或多个网关实现双向通信。 网关是一个透明的中继，使用标准的TCP/IP与服务器连接，实现终端与服务器之间的数据交互。

3 基于LoRa的校园能耗设计

通过需求分析，园区主要能源消耗形式包括水、热、电、气，主要监测量包括电量、流量、压力、温湿度、供回水温差。 园区存在面积大、分布广、建筑数量多、类型多、能耗复杂等问题。 目前，工业园区能耗统计普遍存在不全表或人工抄表方式，造成能耗数据不完整、不完整。 由于缺乏准确详尽的能耗数据作为依据，无法进行能源定量分析、能耗动态趋势分析、节能潜力挖掘和节能效益评价。 例如，如果采用有线传输方式，则存在园区内数据点分布广、数据传输空间跨度大、网关和中继位置难以选择等问题。

LoRa技术的远距离、低功耗等特点，非常适合园区能耗监控。 能耗数据通过LoRa通信集中到服务器，管理端可以通过云端读取数据分析，优化整个能源管理系统，从而形成良性循环，得到更好的能耗管理解决方案，极大地提高能源利用效率，改善能源浪费，达到节能减排的目的。

以某工业园区为例，根据能源管理系统的特点，系统分为现场采集设备、网关、服务器三层。 采用LoRa技术进行无线数据传输，无需综合布线，降低建设成本。

现场数据采集设备，通过各类智能电表自动采集能耗数据，实现能耗分类、分项、分户计量。 选择园区内具有远传功能的电表、水表和冷热表，连接到LoRa模块，使用RTU协议点对点传输到LoRa网关。 网关与服务器相连，实现数据集中上传，统一管理。 LoRa网关程序流程图如图3所示。

4 平台特点

能耗管理平台具有实时数据监控、能耗地图、能效管理、能效分析、能效诊断、辅助决策等功能，实现能源调度、能源消耗动态趋势分析、能效分析与诊断、节能潜力挖掘、节能效益评价等功能。 能源管理平台如图4所示。

安科瑞能耗管理云平台5大功能

5.1 平台结构

5.2 平台功能

5.3 设备选择

6结语

根据LoRa技术低功耗、远距离传输的特点，本文将其应用于园区能源管理系统，实现园区能源消耗的实时采集、监控和统计分析。 未来，将基于平台积累的能源数据，为能源大数据模型的建立提供数据支撑，为更精准的能源调度和优化提供有力支撑。

一个介绍

易卓通医院安全与智能化综合管理系统，结合物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术，对医院后勤设备的运行数据和环境因素进行持续监测和统计分析和设施，实时发现设备设施的存在。 故障隐患，实现故障的可视化定位和精准预警，根据故障级别和人员级别，提供APP通知、短信、电话等多模式分级报警。 基于积累的海量数据库资源，利用大数据技术有效预测故障模式，提前进行准确高效的预见性维护，精准实现医院安全从源头到末端的全过程闭环、可视化、智能化的管理方式智能化管理。

系统功能

1、三维测控

构建医院安全实时智能感知平台，对设备运行数据和周边环境因素进行全方位立体监测，实现设备设施运行故障异常信息的可视化定位和精准预警。

2、主动预警平台可根据故障级别、人员级别推送APP通知、短信、电话报警信息，有效防止误报、漏报、虚报、乱报。

3.安全可见

基于VR/BIM/3D可视化技术，进行设备故障定位、维护运行管理可视化、综合安全管理可视化，全方位监控医院安全运行。

4、综合分析 通过实时动态监测分析，实现设备设施使用情况分析、告警趋势分析、维修记录分析、隐患预测等，并自动生成数据报表，并可保存打印. 5、闭环管理构建实时监控、工单管理、隐患预警、智能干预的全流程一体化管理体系，有效降低安全风险，实现设备全生命周期的智能化管理。

节目特色

1、研发设计一体化

公司拥有专业的研发技术团队，产品拥有完全自主知识产权。 平台从客户需求的角度出发，针对客户的实际需求进行开发设计，提供一体化解决方案。

2、软硬件一体化

采用软件+硬件一体化方式，确保硬件数据的有效采集和分析，避免因单一软件或硬件故障导致的维护责任问题，保障平台的稳定运行。

3、业务管理一体化

基于数字孪生技术，对物流系统业务数据进行关联分析，诊断设备故障隐患，降低设备能耗支出，全面提升医院安全绩效和节能效益。

4、建设运维一体化

具备从研发设计、解决方案到项目实施、交付、运维服务的全流程服务能力，专业技术人员提供1V1系统运维服务，保障平台落地价值。

价值

1、提升运营管理水平

通过对平台接入系统数据资源的大数据分析能耗管理系统调试及试运行，辅助医院管理者从技术和科学管理的角度发现潜在问题，改进和优化业务流程，提升医院运营管理水平。

2、保障医院安全运行

平台实时监测楼宇设备能源运行状态参数，利用专家库设置的告警比对模型，对潜在设备故障和能耗异常进行判断和处理，确保安全运行。

3、建设绿色节能医院

平台将能耗数据、设备数据、环境数据与节能控制系统相链接，根据节能控制策略自动调整空调运行模式，最大限度地提高系统能效，降低医院能耗成本。

4.降低设备维护成本

基于设备全生命周期管理进行预测性评估和维修，合理调整维修周期，延长设备使用寿命，提高人员工作效率，降低维修成本。