原油管道、輸電線路、海上鉆井平臺和石化設施都具有對我們日常生活至關重要且分散在偏遠地區的屬性。這些資產是我們互聯的電力和能源基礎設施的關鍵，但往往缺乏所需的數據連接，無法準確評估其健康狀況和可靠性。

LPWAN技術的承諾是無處不在的“事物”連接。最近的發展和商業引入已將這一承諾變為現實。

能源和電力資產缺乏連通性并不是由技術挑戰造成的。相比之下，消費電子設備在其用戶需要的幾乎所有位置都持續連接。另一方面，危險氣體管道可能連接在相隔數十英里甚至數百英里的點位置。

連接挑戰一直是成本——無論是初始成本還是運營成本。雖然蜂窩連接提供了一種長距離獲取數據的無線方法，但在典型的工業安裝期間為這些設備供電需要有線或專用電源。這會導致更高的安裝成本，并抵消無線數據的好處。蜂窩連接的持續成本也會影響某些工業應用的商業可行性。

因此，必須部署能夠以低功耗要求處理遠程數據傳輸的技術。這種組合是新的LPWAN標準LoRaWAN能夠提供的技術推動者。使用該技術，可以在距離現場網關 ［1］ 超過 10 英里的范圍內部署電池供電的現場設備。

LoRaWAN 的功率和范圍優勢主要是由于稱為LoRa 的線性調頻擴頻物理層（名稱的相似性可能會讓熟悉該技術的人感到困惑）。就 OSI 模型而言 ［2］ LoRa 是 1 級物理層協議。而 LoRaWAN 主要涵蓋數據鏈路 （級別 2） 和網絡 （級別 2） 層。這也意味著 4 到 7 級、傳輸層、會話層、演示層和應用程序層留給特定的技術提供商。

該技術的部署通常利用兩種架構之一，這些架構由網絡服務器的位置區分 - 處理基本網絡功能（如密鑰交換和消息加密/解密）的過程。在具有單個或幾個現場網關的小型網絡中，在這些設備上部署網絡服務器在體系結構上通常更為簡單。在較大的網絡中，常見的選擇是在后端硬件（通常在云中）部署網絡服務器。這簡化了設備管理功能，并允許每個設備通過任何現場網關連接到網絡。例如，由Multi-tech Systems，Inc.制造的MultiConnect Conduit IP67網關附帶兩個軟件模塊，稱為網絡服務器和數據包轉發器。這些模塊一起使用時可以部署 LoRaWAN 網絡。或者，數據包轉發器模塊可以與部署在云提供商上的服務器進程一起使用，從而允許在云中集中管理多個網關設備。

許多能源和電力資產將從 LoRaWAN 的范圍和功率優勢中獲得顯著收益。該技術的范圍使大型煉油廠，液化天然氣超級油輪甚至整個油田等資產都位于單個網關的范圍內。這大大簡化了數據和控制主干，使操作員能夠以經濟高效的方式連接傳感器和系統。

例如，管道監控的挑戰之一是測量位置的稀疏性。雖然這些測量站可以使用非常精確的壓力、溫度或流量傳感器，但傳感器之間的距離以及測量之間的流體產物量會產生大量的不確定性，從而降低測量精度。在當今典型的泄漏檢測系統中，每分鐘數十加侖的流體泄漏可能會流出管道而不被檢測到。如果不被發現，這些泄漏可能導致災難性的泄漏。借助像 LoRaWAN 這樣的通信通道， 可以以經濟高效的方式大幅增加管道資產上的傳感器數量，以更好地監控完整性違規。

LoRaWAN部署的其他商業應用也在上游監控和優化中迅速開發， 資產健康監控和智能電網應用。

LPWAN技術的功率和范圍優勢為資產運營商連接其現場系統提供了一種有希望的替代方案。由此產生的通信架構具有顯著不同的成本結構，允許密集部署連接的“事物”，并允許運營商從大大提高其系統的可見性和理解中受益。

審核編輯：郭婷