LoRaWAN开始对能源和电力基础设施的可靠性产生影响

原油管道、输电线路、海上钻井平台和石化设施都具有对我们日常生活至关重要且分散在偏远地区的属性。这些资产是我们互联的电力和能源基础设施的关键，但往往缺乏所需的数据连接，无法准确评估其健康状况和可靠性。

LPWAN技术的承诺是无处不在的“事物”连接。最近的发展和商业引入已将这一承诺变为现实。

能源和电力资产缺乏连通性并不是由技术挑战造成的。相比之下，消费电子设备在其用户需要的几乎所有位置都持续连接。另一方面，危险气体管道可能连接在相隔数十英里甚至数百英里的点位置。

连接挑战一直是成本——无论是初始成本还是运营成本。虽然蜂窝连接提供了一种长距离获取数据的无线方法，但在典型的工业安装期间为这些设备供电需要有线或专用电源。这会导致更高的安装成本，并抵消无线数据的好处。蜂窝连接的持续成本也会影响某些工业应用的商业可行性。

因此，必须部署能够以低功耗要求处理远程数据传输的技术。这种组合是新的LPWAN标准LoRaWAN能够提供的技术推动者。使用该技术，可以在距离现场网关 ［1］ 超过 10 英里的范围内部署电池供电的现场设备。

LoRaWAN 的功率和范围优势主要是由于称为LoRa 的线性调频扩频物理层（名称的相似性可能会让熟悉该技术的人感到困惑）。就 OSI 模型而言 ［2］ LoRa 是 1 级物理层协议。而 LoRaWAN 主要涵盖数据链路 （级别 2） 和网络 （级别 2） 层。这也意味着 4 到 7 级、传输层、会话层、演示层和应用程序层留给特定的技术提供商。

该技术的部署通常利用两种架构之一，这些架构由网络服务器的位置区分 - 处理基本网络功能（如密钥交换和消息加密/解密）的过程。在具有单个或几个现场网关的小型网络中，在这些设备上部署网络服务器在体系结构上通常更为简单。在较大的网络中，常见的选择是在后端硬件（通常在云中）部署网络服务器。这简化了设备管理功能，并允许每个设备通过任何现场网关连接到网络。例如，由Multi-tech Systems，Inc.制造的MultiConnect Conduit IP67网关附带两个软件模块，称为网络服务器和数据包转发器。这些模块一起使用时可以部署 LoRaWAN 网络。或者，数据包转发器模块可以与部署在云提供商上的服务器进程一起使用，从而允许在云中集中管理多个网关设备。

许多能源和电力资产将从 LoRaWAN 的范围和功率优势中获得显着收益。该技术的范围使大型炼油厂，液化天然气超级油轮甚至整个油田等资产都位于单个网关的范围内。这大大简化了数据和控制主干，使操作员能够以经济高效的方式连接传感器和系统。

例如，管道监控的挑战之一是测量位置的稀疏性。虽然这些测量站可以使用非常精确的压力、温度或流量传感器，但传感器之间的距离以及测量之间的流体产物量会产生大量的不确定性，从而降低测量精度。在当今典型的泄漏检测系统中，每分钟数十加仑的流体泄漏可能会流出管道而不被检测到。如果不被发现，这些泄漏可能导致灾难性的泄漏。借助像 LoRaWAN 这样的通信通道， 可以以经济高效的方式大幅增加管道资产上的传感器数量，以更好地监控完整性违规。

LoRaWAN部署的其他商业应用也在上游监控和优化中迅速开发， 资产健康监控和智能电网应用。

LPWAN技术的功率和范围优势为资产运营商连接其现场系统提供了一种有希望的替代方案。由此产生的通信架构具有显着不同的成本结构，允许密集部署连接的“事物”，并允许运营商从大大提高其系统的可见性和理解中受益。

审核编辑：郭婷