-
学术期刊
-
学术著作
-
精品图书
-
投稿须知
工程技术与管理 2026年6月 第四卷 总第36期
基于链路预算模型的老旧宿舍LoRa火灾报警系统优化研究
唐先春¹ 杨建强²
1.成都工业学院电气与电子工程学院 四川成都 611730 2.四川索安机电工程有限公司维保部 四川成都 610000
摘要：高校中不少老旧宿舍建成时间较早，早于现行消防相关规范的出台时间，因此未设置火灾自动报警系统的情况较为普遍。根据《教育系统重大事故隐患判定指南》（2023年版）的有关要求，学生宿舍未安装火灾自动报警系统应判定为重大事故隐患，需要限期完成整改。针对某高校六栋墙体较厚、既有管线老化、施工改造条件受限的老旧学生宿舍，本文对有线、无线以及有线+无线三类火灾自动报警设计方案进行了比较，并从系统性能、建设成本、施工难度和改造周期等方面综合分析，最终选择基于LoRa技术的无线方案进行设计。方案初期，为降低建设成本，曾考虑在单栋宿舍楼内只布设一台网关。为判断该方案的可行性，本文依据弗里斯传输公式建立了适用于砖混结构宿舍场景的LoRa链路预算模型，并结合现场实测RSSI数据，将路径损耗指数修正为n=3.5。测试结果表明，当扩频因子SF=12时，信号在穿透4面承重墙后仍保留约8dB链路余量，说明单台网关在信号覆盖范围上基本可以满足整栋楼需求。但进一步分析发现，覆盖范围并不等同于实际可用容量。受网关并发处理能力和地址池数量限制，单台网关最大接入节点数约为128个，当接入节点过多时，容易出现信道拥塞和传输延迟增加等问题，难以满足消防规范中响应时间小于3s的要求。基于此，本文提出了“网关容量约束下的分层设置＋中继器增强”部署方式：在利用LoRa高链路预算扩大覆盖范围的同时，控制每层接入节点数量不超过128个，并在每层增设1台中继器增强信号传输。现场运行结果显示，优化后的系统平均响应时间约为2.0s，节点在线率达到99.5%，建设成本相比有线方案降低约30%，后期维护成本也有所下降。结果表明，LoRa技术可较好适用于老旧建筑消防改造场景，同时也说明，在无线火灾自动报警系统设计中，不能只关注信号覆盖，还需要同时考虑网关容量约束、分层设置和中继器增强等因素。
关键词：老旧宿舍；火灾自动报警；LoRa技术；链路预算；容量约束；分层设置；中继器增强
