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方案概述

    隨著城市的迅速發展，能源、環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、控制功能要求穩定，安全性要求較高，通過調度中心的遠程監控系統對熱網系統中無人值守換熱站進行實時監控是必不可少的。通過對各供熱管道和區域進行監測，是保證供熱質量的前提條件。
由于地理條件、網絡狀況、經濟因素、技術方面的原因，如果不能選擇合理的通訊組網方式，往往會使得通訊傳輸系統出現故障，從而影響供熱管網監控的安全性，穩定性。
本方案采用與廈門四信合作研發的物聯網水力平衡溫度監測終端、防盜暖監測終端、供暖監控平臺。水力平衡溫度監測終端和防盜暖監測終端基于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，工作穩定，實現無線連接。 
 
方案拓撲：

采集終端可實現功能為：
1、水力平衡溫度監測終端：主要監測用戶室溫、回水、供水溫度，平時保持最低2ua的休眠狀態，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、防盜暖監測終端：監測用戶停供鎖閉閥開關狀態，當鎖閉閥開關狀態發生變化時候，啟動防拆報警功能，并主動上報給F8L10GW基站通信單元；
3、實現電池電量采集監測，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，做到終端在線狀態的檢測；
F8L10GW基站通訊單元：
實現對采集終端狀態數據的采集，并提供前端采集的信息的轉發和上傳通道；
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，開發了LoRaWAN中繼功能，做到了盲區節點的全覆蓋；
供暖系統監測平臺：
模塊化設計、部署方便、操作簡便，實現數據實時查看、預警管理、數據分析、布點定位等功能；
 
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產品介紹

1、F8L10GW 基站

產品圖片

產品功能：
u 支持LoRaWAN協議：ClassA、ClassC
u 工作頻率：EU433、CN470-510、CN779-787、EU863-870、US902-928、AU915-928、AS923、KR920-923
u 市區通信距離：6km，實際距離以測試為主；
u 最大發射功率：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
u 無線管理：WiFi無線管理及升級
 
1、LoRa 模塊

產品功能：
u 采用高性能工業級芯片
u 電源輸入：DC 3.3～5.0V
u 產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：0.3-5.5kbps
u 發射功率設置靈活：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 智能型數據模塊，上電即可進入數據傳輸狀態
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 實時監測：24小時監視熱用戶的供回水溫度及室內溫度和鎖閉閥開關狀態；
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 數據分析：通過對采集終端的監測數據進行大數據分析，及時發現二次供暖失衡隱患，保障熱網在最佳工況下運行；
l 歷史記錄：所有采集數據、告警信息及預警處理均有歷史記錄，并可供用戶查詢調閱；
l 權限管理：系統可根據用戶實際業務流程和管理需求，給不同的操作人員分配不同的權限，從而提高系統整體安全性；
l APP聯動：通過手機APP，相關授權人員可以隨時、隨地了解各區域、各樓層、各房間的監測情況，掌握熱用戶供暖狀態，接受報警信息，進行遠程預警及預警處理

地圖設備定位、預警提示

設備統計分析

圖形化實時監控

實時監控-告警處理

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，在某小區的實際應用案例。
 
小區供暖管道井及樓層分布圖：

制高點的基站安裝：

管道井內的監測終端：

網絡部署測試情況及數據展示
1、F8L1OGW 基站安裝，基站安裝在小區制高點47# 樓15層頂樓；
2、節點放置測試結果：
①、距離基站最近的四個方向的樓層，1-15層可完全覆蓋；
我們取一些參考點，實測數據如下：
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，往小區邊界大樓24#樓（距離基站500米左右）的高樓層管道井布置節點，均能穩定通訊，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（底樓層）均能有效覆蓋；
3、部署經驗
①、由于節點均放置在管道井內測試，所以實際穿透的墻體比正常放在室內的還多；
②、吸盤天線的性能比FPC內置天線有多穿透1棟樓的效果；
③、合理的部署LoRaWAN中繼，能有效的覆蓋盲區節點，增大基站覆蓋面積。