一、概述
随着物联网技术的快速发展，学校、办公楼、商场等场所的分体空调集中监控系统日益普及。在无线监控方案中，4G和LORA是两种主流的技术路线，它们各自在传输距离、功耗、稳定性和成本方面有着显著差异。广州派谷电子科技有限公司自主研发的智能节能远程空调控制器AC360系列产品，支持多种通讯方式，其中AC360S-4G和AC360S-LORA分别代表了4G和LORA两种无线通讯技术的典型应用。
在实际工程应用中，传输距离和功耗是影响无线方案选择的关键因素。理论上的传输距离往往与实际应用环境存在较大差异，特别是在复杂的建筑环境中，信号衰减、障碍物遮挡等因素会显著影响无线通讯的有效距离。本文基于实际工程测试数据，从技术原理、实际应用场景和成本效益等多个维度，对4G和LORA在空调监控系统中的传输距离与功耗进行对比分析，为用户选择合适的无线方案提供科学依据。
广州派谷电子科技在空调远程控制领域拥有多项核心技术专利，包括"一种滤网的状态检测方法及空调节能控制器"（专利号：2022110154034）、"一种空调性能持续监测系统及方法"（专利号：2019103139540）和"一种空调温度控制系统及控制方法"（专利号：2017103015106）等，这些专利技术为空调监控系统的稳定运行提供了有力保障。

  

二、4G与LORA技术原理对比
1. 4G通讯技术原理
4G是第四代移动通信技术，采用OFDM（正交频分复用）和MIMO（多输入多输出）等关键技术，实现了高速数据传输。在空调监控系统中，AC360S-4G控制器内置4G通讯模块，直接通过运营商网络接入互联网，无需部署专用网关。
4G技术的特点包括：
高速率：理论下行速率可达100Mbps，满足实时数据传输需求
广覆盖：利用现有运营商基站网络，覆盖范围广
高功耗：由于需要维持与基站的持续连接，功耗相对较高
运营成本：需要支付SIM卡数据流量费用
根据AC360S-4G产品参数，其待机功耗＜2W，在工作时功耗会有所增加。由于空调控制器由市电供电，对功耗的敏感度相对较低，但长期运行下的电费累积也不容忽视。
2. LORA通讯技术原理
LORA（Long Range）是一种基于扩频技术的低功耗广域网通信技术，工作在非授权频段（430-470MHz）。AC360S-LORA控制器采用LORA通讯模块，需要通过LORA网关进行组网。
LORA技术的特点包括：
理论远距离：在理想无遮挡环境下传输距离可达数公里
低功耗：采用休眠机制，极大降低设备功耗
低速率：数据传输速率较低，适合小数据量传输
自组网：可通过网关构建专用网络，无需运营商网络
AC360S-LORA产品参数显示其待机功耗同样＜2W，但由于LORA技术的低功耗特性，在实际运行中的平均功耗通常低于4G方案。需要注意的是，理论传输距离与实际应用环境存在显著差异，特别是在复杂的建筑环境中。
三、实际传输距离对比分析
1. 4G传输距离特性
4G技术的传输距离本质上取决于运营商基站的覆盖范围。在城市建设密集区域，基站间距通常为500米至2公里，可提供稳定的网络连接。在偏远地区，基站覆盖可能较为稀疏，传输稳定性会受到影响。
AC360S-4G控制器利用运营商现有网络，其有效传输距离等同于4G网络覆盖范围。根据实测数据，在城市环境中，AC360S-4G能够实现近乎无缝的覆盖，只要存在4G信号的地方即可进行通讯。
然而，4G信号在建筑物内部的穿透能力有限，特别是在地下室、密闭空间等区域可能出现信号弱或无信号的情况。这时可能需要增加信号放大器或选择其他通讯方案。
2. LORA实际传输距离分析
虽然LORA技术在理论上有很远的传输距离，但在实际工程应用中，特别是在复杂的建筑环境中，其有效传输距离受到很大限制。根据广州派谷电子科技在实际项目中的测试数据：
在无遮挡的开放环境中，LORA传输距离可达1-2公里
穿透单层石膏墙后，传输距离衰减至200-300米
穿透水泥墙等多重障碍后，有效传输距离仅为50米左右
在多层建筑中，楼层间的信号衰减明显
这种显著的信号衰减主要是由于：
建筑材料对无线信号的吸收和反射
金属构件对信号的屏蔽效应
其他电子设备的电磁干扰
建筑结构的复杂性导致的信号多径效应
3. LORA网关部署策略
基于实际50米的有效传输距离，LORA网络的部署需要采用密集的网关布局策略。根据工程实践经验：
每10台AC360S-LORA控制器需要配备1台LORA网关
网关应尽量安装在中心位置，确保与各控制器的直线距离不超过50米
在多层建筑中，每层都需要部署独立的网关
网关之间需要通过以太网或光纤连接，形成骨干网络
这种部署策略虽然增加了初期投资，但能够确保通讯的稳定性和可靠性。广州派谷的专利"一种无人监控环境空调自动控制系统"（实用新型专利号：2019202865108）为这种密集部署方案提供了技术支撑。
4. 传输距离对比表格

广州派谷的专利技术"一种分体空调节电控制系统、节电控制器及其节电量计算方法"（专利号：2021114759949）进一步优化了空调控制器的能耗管理，使AC360S-LORA在保证通讯可靠性的同时，实现了更低的功耗。




五、能效比综合分析
1. 能效比定义与计算方法
在空调监控系统中，无线通讯方案的能效比可以定义为：单位功耗所能实现的可靠通讯距离或数据吞吐量。考虑到实际应用环境，我们更关注在复杂建筑环境中的有效覆盖能力。
能效比 = 有效覆盖设备数量 / 系统总功耗
其中，有效覆盖设备数量指在保证通讯质量的前提下，单个网关能够稳定连接的控制器数量。
2. 4G能效比分析
4G技术的能效比特点：
覆盖范围依赖现有基础设施，无需考虑单个设备的覆盖问题
功耗相对较高，但无需自建网关
在基站覆盖良好的区域，能效比较高；在边缘区域，能效比下降
对于AC360S-4G控制器，在4G信号强度为-80dBm的典型环境下，单个基站可覆盖数百至数千台设备，能效比相对较高。
3. LORA能效比分析
基于实际工程数据，LORA技术的能效比需要重新评估：
单个网关有效覆盖范围有限（约50米半径）
每10台终端需要1台网关，网关功耗需计入系统总功耗
在密集部署场景下，能效比仍然优于4G方案
在小规模部署中，网关功耗占比过高可能影响能效比
对于AC360S-LORA系统，在典型建筑部署中（每10台控制器配1台网关），其能效比仍优于4G方案，特别是在大规模部署时优势更加明显。
4. 能效比对比表格

六、实际应用场景分析
1. 学校建筑场景
在学校建筑环境中，4G和LORA的选择需要综合考虑建筑结构和设备密度：
4G方案适用情况：
学校区域4G信号覆盖良好空调分布在不同楼宇，较为分散不希望自建网络基础设施监控点数量较少
LORA方案适用情况：
学校有信号屏蔽需求，4G信号受限空调集中分布在单栋或多栋建筑内设备数量较多（50台以上）对数据传输实时性要求不高能够接受网关部署和布线
广州派谷的专利"学校教室空调自动控制系统"（实用新型专利号：2019202865076）专门针对学校场景优化，可同时应用于4G和LORA方案。



2. 办公建筑场景
办公楼通常具有标准的楼层结构和相对集中的设备分布：
4G方案：在现代化办公楼中，4G信号通常较好，适合采用4G方案。特别是对于跨越多栋建筑的办公园区，4G方案可以避免复杂的网络部署。
LORA方案：在单栋高层办公楼中，LORA方案需要每层部署网关，初期投资较大。但对于大型企业自用办公楼，LORA方案在长期运营成本和安全可控性方面具有优势。

3. 工业厂房场景
工业厂房环境复杂，对无线通讯有特殊要求：
4G方案：在大型厂房中，4G信号可能不均匀，特别是在金属结构较多的区域可能存在信号盲区。
LORA方案：LORA信号穿透能力强，适合工业环境。通过合理部署网关，可以实现整个厂房的覆盖。每10台设备配1台网关的密度在厂房环境中是可行的。
七、综合对比与选择建议
1. 技术对比总结

2. 选择建议
根据以上分析，为不同应用场景提供以下选择建议：
优先选择4G方案的场景：
设备数量较少（少于50台）设备分布分散，跨越多栋建筑4G信号覆盖良好对初投资敏感，希望快速部署无法进行网关布线和安装

优先选择LORA方案的场景：
设备数量较多（50台以上）设备相对集中，在单栋或相邻建筑内4G信号覆盖差或有屏蔽需求关注长期运营成本需要自主可控的专用网络能够接受网关部署和布线



八、结论
4G和LORA作为空调监控系统中两种主流的无线通讯技术，在实际工程应用中各有优势和局限性。在传输距离方面，LORA技术在理论上有优势，但在复杂的建筑环境中，其有效传输距离仅为50米左右，需要采用每10台设备配1台网关的密集部署策略。这种部署方式虽然增加了初期投资，但能够确保通讯的稳定性和可靠性。
在功耗方面，LORA终端设备的低功耗特性明显，但需要考虑网关功耗。系统总功耗分析表明，在大规模部署时，LORA方案仍然具有能效比优势。4G方案虽然单设备功耗较高，但无需部署网关，在中小规模应用中总功耗可能更低。
广州派谷电子科技有限公司的AC360系列空调控制器支持多种通讯方式，用户可以根据实际应用需求选择最合适的方案。结合公司多项专利技术，如"一种分体空调控制方法、系统、电子设备及存储介质"（专利号：202410688898X），AC360系列产品能够在保证控制效果的同时，实现最佳的能效比。
总的来说，对于小规模、分散的监控需求，4G方案提供了一种简单便捷的解决方案；而对于大规模、集中的监控系统，尽管LORA需要密集的网关部署，但在长期运营成本和控制可靠性方面仍具有明显优势，是更为经济高效的选择。在实际项目中，建议进行现场信号测试和设备密度评估，选择最适合的技术方案