基於Semtech LoRA 長距離無線技術之空調系統運轉監控方案

由於地球暖化的影響下環境溫度越來越高,因此人們對追求舒適的環境溫度要求也跟著提高。在此需求下有針對居家生活環境、社交購物等公眾環境的冷氣空調系統,和對於延長食物保存時間的冷凍系統等應用。此等冷凍空調系統大多以壓縮機對冷媒壓縮後再經蒸發膨脹的過程中帶走熱源,其中壓縮機需要大電流才能動作。                                                         

但因為冷凍空 調系統也為一利用機械能來轉化物理現象致冷,所以也常有不良的狀況和需要檢查其運轉狀態來保持最佳狀態。這裡我們可以監視其壓縮機運轉電流來監控冷媒量是否正常,和冷凝蒸發系統是否正常。進而我們可以累加其工作時間已通知廠商此機器需要保養檢查。

對於其電流的偵測我們使用CT(Current Transformer)感測器以非插入式方法來偵測電流,此方式為完全隔離沒有感電的危險和不需要修改線路的優點。其原理是利用一閉迴路線圈來拾取一單向電力線的感應磁力線,再經電路轉換為可讀取的電壓值。而本方案就是以LoRa傳輸其電流數據變化信號至雲端供不同應用使用。 

 在過去此類資訊大都以有線方式連結感測器,然後將收集到的把資料或是警告以PSTN、Wifi或GSM等方式傳送出去。而現今物聯網的興起可以讓我們開始把周遭的一些物品透過網路互相溝通,這個趨勢可以讓人們以更簡單更可靠的方式來連接網路。但是對於如何延展蒐集器到感測器的這一段路一直是困擾著IOT設計者。而Semtech LoRa長距離無線產品就是符合這一需求,Semtech長距離的無線傳輸技術的優點是在極低耗電下可以提供高達-148dB的靈敏度讓應用可以使用在長距傳輸及高穿透性的傳輸。此點可以確保空調機器其工作狀況及機器妥善度訊息可以確實傳輸到資料收集器再經網路上傳至雲端。而後端的服務及維修廠商可以及時獲得使用手機APP或是PC獲得即時的數據以提供服務。

5. 雲端 (Exosite) 資料收集圖:

      

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

① 感測器端 : 以單晶片接收由SCT103Chock Current Transformer Sensor送來感應電流資訊,並轉換成均方根電壓後成為可判讀的數據後經UART送至LoRa模組發送至空中。 ② 資料接收端 : 由LoRa模組接收到資料後經UART讓單晶片讀到有效數值後以SPI介面經W5100送至Internet。 ③ 網路端 : 把由單晶片送來的API、Sensor ID、Device ID及Co Data送至雲端服務紀錄資料。 ④ 用戶端 : 使用者以電腦或是手機隨時可以上網檢查數據。

►方案規格

① 超長距離,低成本 : 因其Sensitivity 可達-148dB,此點可以讓感測器部件的範圍大幅增加。此點可減少repeater 用量節省成本。 ② 延長使用時間 : 由於待機電流低至2.5uA, 此低耗電特性比起GPRS來可以大大的減少耗電。所以可減小電池體積而增加其感測器待機時間。

技術文檔

類型標題檔案
硬件BOM
硬件datasheet