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Un gateway LoRaWAN facilita la configurazione di un BMS in un Smart Building

Un BMS, o sistema di gestione dell’edificio, consente di risparmiare denaro e migliorare il comfort elaborando una grande quantità di dati provenienti da sensori sparsi in uno Smart Building. Quando le informazioni necessarie non sono disponibili, l’installazione di sensori wireless LoRaWAN consente di realizzare rapidamente una soluzione BMS conveniente.

1- Perché un BMS è essenziale?

Entro il 1° gennaio 2025, i BMS saranno obbligatori per tutti gli edifici utilizzati per attività commerciali o terziarie non commerciali dotati di un sistema di riscaldamento o condizionamento con una potenza nominale superiore a 290 kW.

Un BMS (Building Management System) offre una serie di vantaggi, tra cui :

  1. Riduzione dei costi energetici grazie al monitoraggio e al controllo accurato del consumo energetico dei diversi sistemi dell’edificio.
  2. Miglioramento del comfort degli occupanti grazie al monitoraggio e al controllo preciso di temperatura, umidità, illuminazione e qualità dell’aria.
  3. Gestione più efficiente della manutenzione grazie ai sensori di manutenzione preventiva.
  4. Maggiore sicurezza: un BMS può includere funzioni di sicurezza come il rilevamento degli incendi, il controllo degli accessi e i sistemi di videosorveglianza.
  5. Ottimizzazione dell’uso dello spazio: ad esempio, spegnendo il riscaldamento quando una sala riunioni non è occupata.
  6. Riduzione dell’impatto ambientale: riducendo il consumo energetico, si riduce l’impatto ambientale dell’edificio.

2- Quali dati utili per un BMS possono essere forniti dai sensori tramite un gateway LoRaWAN?

I sensori wireless LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) possono fornire dati utili a un BMS per monitorare e controllare i sistemi dell’edificio. Ecco alcuni esempi di dati che i sensori LoRaWAN possono raccogliere e trasmettere:

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  1. Temperatura: i sensori di temperatura LoRaWAN possono misurare la temperatura in diversi punti dell’edificio, consentendo al BMS di regolare in modo più efficace il riscaldamento e il condizionamento.
  2. Umidità: i sensori di umidità LoRaWAN possono misurare l’umidità relativa dell’aria in diversi punti dell’edificio, consentendo al BMS di regolare con maggiore precisione l’umidificazione e la deumidificazione.
  3. Qualità dell’aria: i sensori di qualità dell’aria LoRaWAN possono misurare la concentrazione di inquinanti come anidride carbonica (CO2), particelle fini, monossido di carbonio (CO) e composti organici volatili (VOC) nell’aria interna, consentendo al BMS di monitorare e controllare la qualità dell’aria.
  4. Luminosità: i sensori di luminosità LoRaWAN possono misurare la quantità di luce nelle diverse aree dell’edificio, consentendo al BMS di regolare l’illuminazione in modo più efficace.
  5. Occupazione: i sensori di presenza LoRaWAN possono rilevare la presenza di persone in diverse parti dell’edificio, consentendo al BMS di regolare il riscaldamento, il condizionamento e l’illuminazione in base all’effettiva occupazione.
  6. Consumo energetico: i sensori di consumo energetico LoRaWAN possono misurare il consumo di elettricità, gas e acqua in diversi punti dell’edificio, consentendo al BMS di monitorare e controllare il consumo di energia e acqua.

3- I sensori wireless LoRaWAN presentano diversi vantaggi rispetto ai sensori cablati o ai sensori wireless WiFi

  1. Installazione più semplice ed economica, perché non c’è bisogno di cavi.
  2. Mobilità : i sensori wireless possono essere facilmente spostati da una posizione all’altra in base alle esigenze. Questo garantisce una maggiore flessibilità per le applicazioni in cui le condizioni cambiano frequentemente.
  3. Meno manutenzione: i sensori wireless richiedono meno manutenzione rispetto ai sensori cablati, perché non ci sono cavi che si deteriorano o si rompono. Ciò riduce i costi di manutenzione e garantisce un funzionamento più affidabile dei sensori. Inoltre, non è necessario tenere aggiornato lo schema di cablaggio del sensore.
  4. Scalabilità: i sensori wireless possono essere facilmente aggiunti o rimossi da un sistema, senza dover modificare la struttura di cablaggio esistente. È possibile collegare fino a 1.000 sensori a un singolo gateway LoRaWAN con un BMS BacNet (200 con un BMS MoBus).
  5. Basso consumo energetico e lunga portata: la distanza tra i sensori e il gateway può raggiungere i 2 km attraverso una quindicina di muri, per cui un singolo gateway può coprire uno o più edifici. A differenza dei dispositivi WiFi o Bluetooth, i sensori LoRaWAN consumano pochissima energia per comunicare e hanno un’autonomia di oltre 10 anni senza sostituire le batterie (l’autonomia varia a seconda delle condizioni di utilizzo).

4- Abbonarsi a una rete LoRa o investire in un gateway LoRaWAN?

Il gateway LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) svolge un ruolo cruciale nelle reti LoRaWAN, consentendo la comunicazione bidirezionale tra sensori wireless e applicazioni aziendali. Ecco alcuni dei ruoli importanti del gateway LoRaWAN:

  1. Raccolta dei dati dei sensori: il gateway LoRaWAN riceve i dati dai sensori wireless utilizzando la tecnologia di modulazione di frequenza LoRa. I dati vengono quindi inviati a un server di rete per l’archiviazione e l’analisi.
  2. Trasmissione di comandi BMS ai sensori: il gateway LoRaWAN consente anche la trasmissione di comandi BMS ai sensori wireless. I comandi possono includere istruzioni per attivare o disattivare i sensori, impostare i parametri di misura o aprire una valvola tramite un attuatore LoRaWAN, ecc.
  3. Instradamento dei dati : Il gateway LoRaWAN è anche responsabile dell’instradamento dei dati tra i sensori wireless e il server di rete LoRa (LNS).
  4. Sicurezza: i dati LoRaWAN sono crittografati (AES128) per evitare intercettazioni e intrusioni dannose.

In breve, il gateway LoRaWAN è una parte essenziale dell’infrastruttura di una rete LoRaWAN, che garantisce una comunicazione bidirezionale sicura ed efficiente tra i sensori wireless e la rete dati.
Se il numero di sensori LoRaWAN è ridotto, può essere economicamente più interessante abbonarsi a una rete LoRaWAN gestita.
Ma nel caso di un BMS, il numero di sensori è potenzialmente elevato e un’infrastruttura LoRaWAN è quindi un investimento che si ripaga rapidamente. L’acquisto di un gateway LoRaWAN può essere motivato anche da altre ragioni, come la riservatezza dei dati o la comunicazione bidirezionale (quest’ultima non è generalmente garantita dagli operatori di rete).

5- Il gateway Kerlink GTB LoRaWAN include un decodificatore

Il gateway Kerlink GTB è molto più di un semplice gateway LoRaWAN. È una soluzione completa che integra la decodifica dei sensori, il nucleo della rete LoRaWAN e la gestione delle interfacce Modbus e Bacnet.

La decodifica è necessaria affinché le informazioni provenienti dal sensore possano essere ascoltate dal BMS. Questo perché il sensore parla in LoRa mentre il BMS parla in ModBus o BacNet. Il gateway Kerlink GTB LoRaWAN include la conversione da LoRaWAN a BacNet o ModBus come standard.
Certo, questa funzionalità di decodifica non è unica, ma è raro che un gateway sia in grado di tradurre il messaggio di sensori di marche diverse dalla propria. Tuttavia, questo è il caso del gateway kerlink GTB, che funziona con tutte le principali marche di sensori. Con questa soluzione, potete espandere la vostra rete di sensori LoRaWAN scegliendo liberamente le marche di sensori che volete utilizzare (qualità dell’aria, misurazione dei consumi, ecc.).

Non è richiesta alcuna codifica, quindi l’implementazione di una rete di sensori LoRaWAN è un gioco da ragazzi.

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6- Dove installare il gateway LoraWAN, all’interno o all’esterno? 

Se dovete coprire diversi edifici, un gateway LoRaWAN installato in cima a un edificio centrale fornirà generalmente la migliore copertura (fino a 2 km attraverso diversi muri e fino a 15 km senza ostacoli). Il gateway da esterno Kerlink iStation GTB può essere alimentato tramite cavo Ethernet PoE, quindi è facile da installare.
Tuttavia, se si dispone di un solo edificio, il gateway Ifemtocell per interni sarà sufficiente.

7- Qual è il costo per sensore di un gateway LoraWAN?

Una volta acquistato il gateway, non ci sono costi di abbonamento.
Se il BMS è in Modbus, il limite è di 200 sensori per gateway, mentre in BacNet si può arrivare a 1000 sensori per un gateway.

Nel caso di un BMS BacNet, il costo per sensore del gateway parte quindi da 0,96 euro, rispetto ai circa 5 euro di un BMS Modbus.

8- Gateway Kerlink GTB

Gateway esterno Kerlink (protezione IP67) per Modbus TCP o BACnet BMS

Gateway interno Kerlink per Modbus TCP o BACnet BMS