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M2M无线能量收集标准

通过atesmeh|2013年8月6日,

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Cap1:能源收集无线组件可以在楼宇自动化和智能计量之间建立一座桥梁。图片来源:EnOcean在利用现有通信技术的同时,无线能量收集技术对于更可靠、方便、经济地实现互联M2M系统至关重要。

机器对机器(M2M)通信使设备能够在无需人工干预的情况下与其他设备进行交互,从而创建一个智能网络,自动管理生产、物流、监控或智能建筑中的日常任务。即使在复杂的安装中,这也必须可靠地工作,因为M2M需要开放的、标准化的技术,这些技术可以无缝地联网形成一个系统。

可以使用不同的无线标准,如GSM、蓝牙和Wi-Fi,因为这些标准支持必须快速传输大量数据的M2M应用程序。然而,高数据速率是以远程节点的高能量需求为代价的,这需要通过电缆或使用高容量电池持续供电。对于较小的设备,如用于检测数据的传感器,这些技术适用于某一点,特别是当来自多个不同点的测量数据必须可用于智能控制器时。

从楼宇自动化到M2M

通用楼宇自动化无线标准的增加正在对M2M通信发挥作用,因为网络越广泛,需要集成的设备就越多——而且越容易。协议如KNX、LON、BACnet和DALI被用于自动化照明、HVAC遮阳和安全系统。传感器检测温度、湿度、占用率或二氧化碳,为自动化系统提供数据,以便它们能够适当地控制建筑及其能源消耗。

从楼宇自动化到M2M系统并没有太大的延伸。设施管理人员可以将建筑服务、多媒体设备和其他技术领域整合并联网到建筑自动化系统中,同时通过移动设备控制它们。这种楼宇自动化原理也可以转移到其他自动化过程,如工业控制或物流。

Batteryless灵活性

传统上,无线解决方案需要电源线或电池,这在复杂的M2M应用中可能是一个缺点。根据不同的应用,电池的使用时间是有限的,必须更换和妥善处理。在大型系统中,这样做成本很高,并且会导致停机时间。

能量收集无线技术可以通过将大量无电池和无需维护的传感器连接到现有的Wi-Fi或移动网络来克服这一挑战。无线能量收集技术源于传感器数据所在的简单观察,有足够的环境能量为传感器和无线电通信提供动力。可收获的能源包括运动、室内光线和温差。这些电源提供足够的能量在无线开关、传感器、执行器和控制器之间传输和接收无线电信号,维持能源管理系统中的重要通信。取而代之的是小型能量转换器为无线通信设备发电。

标准化的通信

当老鼠被捕鼠器捕获时,它会通过无线信号“通知”。该无线电协议按照ISO/IEC 14543-3-10进行了标准化,使用了一GHz频段,并提供了对其他无线发射器的保护,同时提供了快速系统响应和消除数据冲突。通过该协议发送的电报持续时间小于1毫秒(交换机命令的最小持续时间),以125kb /s的数据速率传输。无线传感器的能量收集范围是在开阔的田野中约300米,在建筑物内可达30米。

可靠性和成本效益系统的一个主要要求是不同制造商的产品之间的互操作性,这就是为什么M2M需要标准化技术。基于能量收集技术的不同终端产品的互操作性是该技术在市场上建立的一个重要因素。出于这个原因,EnOcean联盟,一个致力于进一步开发和推广可持续建筑的自供电无线监控系统的公司联盟,已经正式制定了标准化的应用概要(EnOcean设备概要,EEP 2.5),允许来自不同制造商的产品相互沟通和工作。EnOcean无线设备可以通过网关连接到不同的通信标准,如BACnet、LON、TCP/IP、KNX或DALI。

智能能源管理

网关将能量收集无线网络连接到不同的通信标准。图片来源:EnOcean无线能量收集正迅速成为M2M应用中最后一段通信水平的既定标准,因为它不需要拉线,不需要电池,而且无需维护。智能电网就是一个例子,它正成为当今和未来能源供应网络的主要组成部分。它的目的是将集中和分散的能源供应商连接到一个智能系统,该系统只在需要时提供能源,并实时更新。这需要所有相关方从数以百万计的信息点进行连续的数据流和处理。

其中一个关键是智能计量系统。为了可靠和经济有效地工作,仪表之间的互操作性由不同的制造商提供。EnOcean联盟的成员已经定义了一个特定的设备通信协议:无电池无线设备的自动抄表(AMR)配置文件。基于这一开放协议的智能电表系统可以从许多制造商获得,如Eltako的电表和BSC的控制系统。Eltako组件通过位于建筑物内不同地点的无线能源收集技术,读取和传输当前的电力、水和天然气消耗,包括累积的电表数据。此外,该软件监视和显示当前的仪表读数,并与默认值进行比较。这使得所有相关数据都可用于系统处理,以便按需进行智能能源管理。

来自鼠标的消息

包括能量收集无线技术在内的M2M系统可以以多种方式简化公司相关的工作流程和流程。M2M通信可以帮助食品工业更有效地控制害虫。这个行业没有一家企业能承受老鼠泛滥。国家和国际卫生标准不允许设置捕鼠器,因此监测啮齿动物流入的永久性系统需要配备捕鼠器或活捕鼠器。这些都必须定期检查——取决于公司的规模,这可能很耗时。

BioTec-Klute和BSC的发射器陷阱提供了一个复杂的和经济有效的替代方案。捕鲸器配备了EnOcean能源收集无线技术。当一只老鼠进入陷阱时,它会激活一个开关并触发EnOcean无线电信号。GSM控制器接收到这条信息,并通过移动通信通知检查人员,无论是通过短信或电子邮件。然后动物就可以从陷阱中被移走。这种24小时的监控缩短了这个过程。这个解决方案的关键是EnOcean无线技术和移动通信的集成。EnOcean无线电信号能够覆盖到下一个控制器的短距离。GSM传输技术随后被用于下一阶段的通信——从控制器到员工的手机或个人电脑。

其他M2M无线能源收集技术的应用包括监控海运集装箱或超市的冷链系统。在所有这些情况下,有线系统的技术过于复杂,毫无成本效益可言。因此,无线能量采集技术在实现M2M系统深度互联、更可靠、更方便、更经济以及利用现有通信技术方面将发挥越来越重要的作用。


了下:航空+国防,能量管理+收获,M2M(机器对机器)


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