基于物联网技术实现电能感知技术方案
第1章 项目方案
§1.1 项目背景
整个养殖场面积大房间多，为了提高现场的通风能力，每个房间都安装着有220V风扇、380V风扇，随着高产量的生产对风扇的通风要求也是很高，各风扇每天在不停的24小时工作，现场风扇设备如果停运这将导致通风不及时可能存在动物生病或死亡，目前是由人去巡视，急需要动态监风扇的工作状态，借助低功耗物联网通信传输技术，解决了人为巡视不及时不到位的问题，同时也为整个生产从源头上作了保障，为安全应用提供的基础的决策数据，从而降低整个养殖场动物的发病率。
§1.2 编写目的
成都博高信息技术股份有限公司(简称博高信息)与XX有限公司(简称XX)，对现场作了解、分析及充分沟通，为发挥整个低功耗通信网络的最大价值，整个技术方案后续也可以通过扩展其它传感器应来解决其它安全生产的需要，后续通过网可以扩展接入烟感、光照度传感器、室内环境温湿度传感器、水浸传感器、门磁开关传感器、仪表数据采集及开关状态采集等均可通过安装的无线网关实现传感器接入，解决了一张网多设备接入的生态网络，同时节约成本高效利用原有基础通信网关。
§1.3 技术方案原理图
整个通信LPWAN的网络实体分为四个部分: 终端节点、网关、NS服务器和用户服务器。
End Node: 终端节点一般是各类传感器，进行数据采集，开关控制等 。
Gateway: LoRa网关，对收集到的节点数据进行封装转发 。
NetworkServer: 主要负责上下行数据包的完整性校验及入网检测。
ApplicationServer: 主要负责OTAA设备的入网激活，应用数据的加解密 。
第2章 应用技术方案
§2.1 应用架构
应用拓扑架构
非侵入式单相电能监测终端是一种简易计量设备，该终端安装在配电低压端，由于现场可能存在先通电后装设备的情况，目前主要应用于智慧电力能效监测系统采集领域，可实现数据传输，监控或智能管理等功能，具有安装方便、超长距离传输、抗干扰能力强、使用方便等突出特点。
本次采用非侵入式电能监测终端，针对现场单相电直接磁环卡火钱，针对三相电需要在每相直接磁环卡火钱A、B、C，终端为220V供电，直接接到风扇的进线端。
非侵入式电能监测终端采用无线通信网络与网关通信，网关通过4G或RJ45以太网与NS核心网业务通信，业务应用软件通过接口与NS核心网服务器进行业务处理，BS客户端调用业务应用软件进行访问。
§2.2 设备技术参数
工作参数 | 工作电源 | 220V±20%， |
静态功耗 | <10uA | |
动态功耗 | ≤125mA | |
工作温度 | －10℃～70℃ | |
相对湿度 | 10％～90％ | |
时钟精度 | 误差5秒/天 | |
数据存储时间 | >10年 | |
上报周期 | 默认1分钟报一次 | |
功能参数 | 采集项目1 | 具有对被监测用电回路进行电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率的采集 |
采集项目2 | 具有对被监测用电回路进行有功电量、无功电量、视在电量等电量数据的计量 | |
采样方式 | 单相电流互感器 | |
无线通信参数 | 调制方式 | LpWAN调制技术 |
传输协议 | 遵循无线传输协议 | |
工作频段 | 470MHz～510MHz | |
传输速率 | 250bps~5470bps | |
发送功率 | ≥18dBm | |
接收灵敏度 | -146dBm ＠SF12，125KHz BW | |
信道数量 | 48 | |
天线接口 | 外置天线 |
注：单相安装一只，三相根据现场需要可以在各相线各安装一只
第3章 现场应用情况
§3.1 现场网关安装
§3.2 现场安装终端
