室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)都有哪些辦法防雷？

前言

室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的布置位置往往條件比較惡劣，而且，為了網(wǎng)關(guān)能更好的收集到節(jié)點發(fā)送的上行數(shù)據(jù)、以及更好的下發(fā)指令到節(jié)點，并且覆蓋更多節(jié)點，往往會將室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)放置在較高的位置（如圖1所示），這就帶來雷電隱患。雷電有可能會對網(wǎng)關(guān)造成損害，比如浪涌侵害。

本文介紹室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)如何布置，才能更好的防雷。

希望了解室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的運行功耗的，還可以參考文章“室外型LoRa網(wǎng)關(guān)RAK7249僅使能LTE和LoRa時的功耗是多少？”；

希望了解LoRaWAN網(wǎng)關(guān)能支持多少個節(jié)點的，可參考文章“一個LoRaWAN網(wǎng)關(guān)能支持多少個節(jié)點”；

希望了解LoRaWAN網(wǎng)關(guān)如何連上阿里云平臺的，可參考文章“兩步走，讓自己的LoRaWAM網(wǎng)關(guān)與阿里云連線”；

希望了解LoRaWAN網(wǎng)關(guān)如何連到TTN服務(wù)器的，可參考文章“如何將樹莓派網(wǎng)關(guān)連接到TTN——手把手教你如何將樹莓派網(wǎng)關(guān)連接到服務(wù)器之第四篇”。

一、室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的常見布置方式

室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)常見布置是在所需區(qū)域內(nèi)的較高的地方，比如圖1所示布置在屋頂。由于位置較高，因此，布置過程中需要注意防雷。

圖1 ??室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)常見布置方式

室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的防雷措施，需要在室外室內(nèi)都進行比較全面的布置。接下來我們將做具體的介紹。

二、防雷室外篇

1、天線接地

建議在所有天線（LoRa、LTE、Wi-Fi和GPS天線）的N型接頭上安裝天饋避雷器，比如圖2所示的LoRa天饋避雷器。

圖2 ?適用于室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的LoRa天饋避雷器示例

天饋避雷器需要可靠接地，建議使用10 AWG或更好的接地線，并將避雷器螺紋端連接到室外建筑物公共接地點上。

購買天饋避雷器的時候，需要注意接口的轉(zhuǎn)接類型（接口分公頭、母頭），轉(zhuǎn)接類型需要與天線和網(wǎng)關(guān)外殼上的連接器相適配。比如圖2所示的天饋避雷器適用于瑞科慧聯(lián)室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)RAK7249。

2、網(wǎng)關(guān)接地

為保證網(wǎng)關(guān)可靠接地，建議使用另一根10 AWG或更好的接地線，將網(wǎng)關(guān)外殼右下角的接地螺釘連接到室外建筑物的公共接地端上。

如果是瑞科慧聯(lián)RAK72XX商業(yè)網(wǎng)關(guān)的話，則由于該LoRaWAN網(wǎng)關(guān)內(nèi)置了浪涌保護系統(tǒng)（GDT+防浪涌電阻器），因此，不需要額外的以太網(wǎng)防雷器保護，只需要接地。

三、防雷室內(nèi)篇

室內(nèi)的防雷主要策略在于設(shè)置室內(nèi)浪涌保護系統(tǒng)。

為了保護連接到LoRa網(wǎng)關(guān)的室內(nèi)設(shè)備和電路，你需要在網(wǎng)線進入室內(nèi)的入口處，安裝一個以太網(wǎng)接口的SPD避雷器，所有室內(nèi)設(shè)備應(yīng)在此避雷器的保護之下。

應(yīng)當確保將避雷器的接地線端連接到適當?shù)慕ㄖ锝拥攸c，這樣，您的PoE注入器和網(wǎng)絡(luò)交換機/路由器就可以免受到浪涌侵害了。

需要注意的事項包括：

（1）要確保將所有天線（GPS天線的避雷器等級不同，如下所示）、網(wǎng)關(guān)外殼和以太網(wǎng)SPD可靠地連接至接地點。

（2）確保您為LoRa天線及網(wǎng)關(guān)設(shè)備提供一個接地良好的并帶有避雷針的桿。

（3）避雷針應(yīng)該足夠高，并且應(yīng)該使所有的設(shè)備都在避雷針45度夾角的保護下。

有關(guān)浪涌保護系統(tǒng)的室外和室內(nèi)部分，可以參見圖3的安裝示例。圖3是瑞科慧聯(lián)室外商業(yè)網(wǎng)關(guān)RAK7249的現(xiàn)場部署（包括接地桿）的示意圖。

?圖3 ??室外商業(yè)網(wǎng)關(guān)RAK7249的現(xiàn)場部署（包括接地桿）的示意圖

四、防雷設(shè)備安裝示意圖

1、天饋避雷器的安裝

如圖4所示，天饋浪涌保護器串聯(lián)在天線饋線和收發(fā)設(shè)備之間，用于防止和減小由于感應(yīng)雷擊、浪涌過電壓以及浪涌過電流對收發(fā)設(shè)備的損壞。其適用于工作頻率在DC-2700MHz、傳輸功率小于200W的50歐姆射頻系統(tǒng)。

圖4 ?天饋避雷器的安裝示意圖

2、GPS天線避雷器

GPS天線避雷器是一種浪涌保護裝置，連接在GPS天線和GPS接收器之間，用于防止和減小由于感應(yīng)雷擊、浪涌過電壓以及浪涌過電流對收發(fā)設(shè)備的損壞。

圖5 ?適用于室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的GPS天線避雷器示例

如圖5所示，是瑞科慧聯(lián)的GPS天線避雷器。它采用高通濾波器，可有效抑制低頻干擾。DC供電回路采用瞬態(tài)電壓抑制裝置（TVS）和氣體放電管（GDT）保護。圖6是其安裝示意圖。

圖6 ?GPS天線避雷器安裝示意圖

結(jié)語

本文介紹了室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)在實際使用過程中，需要注意采取的防雷措施，包括室內(nèi)措施和室外措施，希望對初次使用室外型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的人有所幫助。lw