以下是针对防爆设备物联网方案的综合设计方案，结合安全防护、硬件选型、网络架构及实施要点，参考最新行业实践整理而成：

一、核心设计目标

本质安全与防爆适配

设备采用非防爆设计降低成本，通过系统级防爆结构（如双层防爆区域+压差控制）实现安全：

易爆区域：部署场端设备（如传感器），外围设第一防爆区域（冷媒冷却设备）；

第二防爆区域：聚合交互设备（控制终端）与散热设备的链路，内部维持高压强，驱动冷媒单向流入易爆区，形成防爆屏障。

防爆认证要求：设备需满足 ExiaIICT6Ga 高等级认证，确保易燃环境安全。

散热与稳定性保障

冷媒循环系统通过压差设计（如第二防爆区→第一防爆区→易爆区逐级降压）带走设备热量，防止过热引发爆炸

设备嵌入分离式热管导热结构（蒸发段连接电路板，冷凝段贴合防爆箱体），加速散热。

二、关键硬件选型

设备类型 推荐方案 应用场景

通信基站 工业级防爆LoRa基站（如DG322系列），支持8通道SX1302芯片，2000+节点接入，适用矿井、化工厂2 广域低功耗覆盖

环境监测设备 防爆气象仪（如TH-WFB5），集成超声波风速/风向、温湿度、气压监测，RS485/4G双模传输4 油库、化工厂环境监控

边缘计算设备 防爆云网关，支持Modbus/OPC协议转换，内置4G/5G通信模块5 设备数据聚合与边缘处理

三、网络与安全架构

分层网络设计

感知层：防爆传感器+本安型设备箱（带热管散热）；

网络层：LoRa/4G混合组网，第二防爆区域内部用铠装电缆屏蔽干扰

平台层：防爆云平台支持数据孪生、实时预警

安全防护措施

传输加密：采用国密算法或RSA-AES混合加密，防止数据篡改

设备认证：双向证书认证（如X.509），限制未授权接入

区域隔离：通过物理分舱+逻辑VLAN隔离控制区与非防爆区。

四、实施要点与维护

部署流程

graph TD

A[划定易爆区域] –> B[安装场端设备+第一防爆箱]

B –> C[外部部署交互/散热设备]

C –> D[聚合链路至第二防爆区域]

D –> E[压差调试与冷媒灌注]

运维管理

定期检测防爆箱密封性（法兰边需嵌入密封胶条）

通过平台监测冷媒压力、设备温度阈值，自动触发降温预案

五、典型应用案例

化工厂人员定位：防爆LoRa基站+定位标签，实时追踪人员位置，联动应急系统

液态物料灌装系统：防爆传感器+压差控制冷却，杜绝气体入侵引发爆炸

💎 方案优势：通过非防爆设备+系统级防爆设计降低成本30%以上1，同时满足 GB3836 防爆标准。部署需优先选择 -40℃~60℃ 宽温设备，适配极端环境。

如需具体设备参数或施工规范，可参考相关专利1、防爆网关配置5 或工业平台方案