前言 室外型LoRaWAN网关的布置位置往往条件比较恶劣,而且,为了网关能更好的收集到节点发送的上行数据、以及更好的下发指令到节点,并且覆盖更多节点,往往会将室外型LoRaWAN网关放置在较高的位置(如图1所示),这就带来雷电隐患。雷电有可能会对网关造成损害,比如浪涌侵害。 本文介绍室外型LoRaWAN网关如何布置,才能更好的防雷。
一、室外型LoRaWAN网关的常见布置方式 室外型LoRaWAN网关常见布置是在所需区域内的较高的地方,比如图1所示布置在屋顶。由于位置较高,因此,布置过程中需要注意防雷。 图1 室外型LoRaWAN网关常见布置方式 室外型LoRaWAN网关的防雷措施,需要在室外室内都进行比较全面的布置。接下来我们将做具体的介绍。
二、防雷室外篇 1、天线接地 建议在所有天线(LoRa、LTE、Wi-Fi和GPS天线)的N型接头上安装天馈避雷器,比如图2所示的LoRa天馈避雷器。 图2 适用于室外型LoRaWAN网关的LoRa天馈避雷器示例 天馈避雷器需要可靠接地,建议使用10 AWG或更好的接地线,并将避雷器螺纹端连接到室外建筑物公共接地点上。 购买天馈避雷器的时候,需要注意接口的转接类型(接口分公头、母头),转接类型需要与天线和网关外壳上的连接器相适配。比如图2所示的天馈避雷器适用于瑞科慧联室外型LoRaWAN网关RAK7249。
2、网关接地 为保证网关可靠接地,建议使用另一根10 AWG或更好的接地线,将网关外壳右下角的接地螺钉连接到室外建筑物的公共接地端上。 如果是瑞科慧联RAK72XX商业网关的话,则由于该LoRaWAN网关内置了浪涌保护系统(GDT+防浪涌电阻器),因此,不需要额外的以太网防雷器保护,只需要接地。
三、防雷室内篇 室内的防雷主要策略在于设置室内浪涌保护系统。 为了保护连接到LoRa网关的室内设备和电路,你需要在网线进入室内的入口处,安装一个以太网接口的SPD避雷器,所有室内设备应在此避雷器的保护之下。 应当确保将避雷器的接地线端连接到适当的建筑物接地点,这样,您的PoE注入器和网络交换机/路由器就可以免受到浪涌侵害了。
需要注意的事项包括: (1)要确保将所有天线(GPS天线的避雷器等级不同,如下所示)、网关外壳和以太网SPD可靠地连接至接地点。 (2)确保您为LoRa天线及网关设备提供一个接地良好的并带有避雷针的杆。 (3)避雷针应该足够高,并且应该使所有的设备都在避雷针45度夹角的保护下。 有关浪涌保护系统的室外和室内部分,可以参见图3的安装示例。图3是瑞科慧联室外商业网关RAK7249的现场部署(包括接地杆)的示意图。 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml10540\wps3.jpg 图3 室外商业网关RAK7249的现场部署(包括接地杆)的示意图
四、防雷设备安装示意图 1、天馈避雷器的安装 如图4所示,天馈浪涌保护器串联在天线馈线和收发设备之间,用于防止和减小由于感应雷击、浪涌过电压以及浪涌过电流对收发设备的损坏。其适用于工作频率在DC-2700MHz、传输功率小于200W的50欧姆射频系统。 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml10540\wps4.jpg 图4 天馈避雷器的安装示意图 2、GPS天线避雷器 GPS天线避雷器是一种浪涌保护装置,连接在GPS天线和GPS接收器之间,用于防止和减小由于感应雷击、浪涌过电压以及浪涌过电流对收发设备的损坏。 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml10540\wps5.png 图5 适用于室外型LoRaWAN网关的GPS天线避雷器示例
如图5所示,是瑞科慧联的GPS天线避雷器。它采用高通滤波器,可有效抑制低频干扰。DC供电回路采用瞬态电压抑制装置(TVS)和气体放电管(GDT)保护。图6是其安装示意图。 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml10540\wps6.jpg 图6 GPS天线避雷器安装示意图
结语 本文介绍了室外型LoRaWAN网关在实际使用过程中,需要注意采取的防雷措施,包括室内措施和室外措施,希望对初次使用室外型LoRaWAN网关的人有所帮助。 |