黄 伟 马 巍 徐胜平

（1.中色集团大冶有色金属集团控股有限公司，湖北 黄石 435005；2.湖北银河星科技有限公司，湖北 黄石 435005）

0 前言

某公司转炉车间从2018 年开始研究低功耗广域网(Low-Power Wide-Area Network，简称LPWAN)技术[1]，以替代一些简单性、常规性的点巡检，并将部分终端设备的数据收发从有线连接改造为无线连接，以节省材料成本、维护成本和信息化运行成本[2]。在研究应用过程中发现，由于冶炼型厂区内的厂房多为混凝土墙，钢结构密集，加上大量机电设备运行，电磁环境比较复杂[3]；此外，冶炼型厂区大多地处偏远，公网基站信号难以保证；而LPWAN 模块厂家提供的通信速率、通信距离等参数是在理想环境下测试所得的，应用参照意义不大。因此，在冶炼型厂区应用LPWAN，需要因地制宜设计好组网方案[4]，并对近距离与中远距离、一般遮挡物与屏蔽性遮挡物、一般电磁干扰与强电磁干扰这些环境下的通信丢包情况进行统计分析，调整改进不理想的部署方式，以发挥LPWAN 的特点优势，使其在冶炼型厂区中的应用取得良好效果。

1 组网方案设计

LPWAN 的特点和优势在于运行功耗低、覆盖范围广(即收发距离远)，短板在于收发速率低(低于20 kbps)、有一定延时(几秒至十几秒)。LPWAN 可细分为几类，我国当前的应用主流是NB-IoT 和Lo-Ra。NB-IoT 在授权频段下运行，依赖公网通信；LoRa 使用免许可的433M 频段，不依赖公网通信。除此之外，两者的其他性能参数接近[5]。

根据LPWAN 的特点优势，组网方案设计首先要筛选出LPWAN 技术适用的终端。研究认为，除了高速率(如视频类)、低延时(如音频)的数据终端以及重要设备的控制执行机构之外，其他大多数终端可以采用LPWAN 连接。……