Bezvadu līmeņa sensora izvēles rokasgrāmata: NB-IoT vs LoRa vs WiFi vs 4G attālai tvertnes uzraudzībai

Ievads

Strauji attīstoties rūpnieciskajam IoT (IIoT), tradicionālās vadu līmeņa uzraudzības sistēmas pakāpeniski tiek aizstātas ar bezvadu līmeņa sensoriem. Attālinātām tvertnēm, ūdens rezervuāriem, degvielas tvertnēm, ķīmisko vielu uzglabāšanas tvertnēm un lauksaimniecības ūdens sistēmām bezvadu tehnoloģija nodrošina līmeņa uzraudzību reāllaikā bez sarežģītas vadu uzstādīšanas.

Kas ir bezvadu līmeņa sensors?

A bezvadu līmeņa sensorsir rūpnieciska mērīšanas ierīce, kas apvieno līmeņa noteikšanas tehnoloģiju ar bezvadu sakaru iespēju, lai attālināti pārraidītu tvertnes līmeņa datus bez fiziskiem kabeļiem.

Tipiska bezvadu līmeņa uzraudzības sistēma sastāv no:

• Līmeņa sensors (spiediens, radars, ultraskaņa utt.)
• Bezvadu sakaru modulis (NB-IoT, LoRa, 4G, WiFi)
• Mākoņu platforma
• Mobilā APP vai uzraudzības programmatūra

Pareizas bezvadu sakaru metodes izvēle ir ļoti svarīga, jo dažādām tehnoloģijām ir dažādas priekšrocības pārklājuma, enerģijas patēriņa, uzstādīšanas izmaksu un lietojumprogrammu vides ziņā.

Četras visizplatītākās bezvadu sakaru iespējas attālai tvertnes uzraudzībai ir NB-IoT, LoRa/LoRaWAN, WiFi un 4G.

1. NB-IoT bezvadu līmeņa sensors

Vispiemērotākais: tālvadības uzraudzība ar zemu enerģijas patēriņu un plašu mobilo sakaru pārklājumu

Nb Tas izmanto esošos mobilos tīklus, ļaujot bezvadu līmeņa sensoriem sazināties tieši ar mākoni, neprasot papildu vārteju.

NB-IoT priekšrocības:

Zems enerģijas patēriņš
NB-IoT sensori ir ideāli piemēroti ar akumulatoru-darbināmām lietojumprogrammām. Sensors var darboties gadiem ilgi ar optimizētiem mērījumu un pārraides intervāliem.

Plašs pārklājums
Tā kā tas izmanto mobilo infrastruktūru, NB-IoT var nodrošināt uzticamu saziņu daudzos attālos apgabalos, kur tradicionālos tīkla risinājumus ir grūti ieviest.

Nav nepieciešama vārteja
Katrs sensors savienojas tieši ar mobilo tīklu, samazinot uzstādīšanas sarežģītību un uzturēšanas izmaksas.

Tipiski pielietojumi:

• Ūdens tvertnes līmeņa uzraudzība
• Gudra ūdens apsaimniekošana
• Attālināti rezervuāri
• Pazemes tvertnes
• Komunālo pakalpojumu uzraudzības sistēmas

Ierobežojumi:

Nepieciešama NB-IoT tīkla pieejamība

Nav piemērots lietojumprogrammām, kam nepieciešama bieža{0}}reāllaika datu pārraide

2. LoRa / LoRaWAN bezvadu līmeņa sensors

Vislabāk piemērots: lielām telpām ar vairākiem sensoriem un privātiem bezvadu tīkliem

LoRa (Long Range) ir mazjaudas{0}}bezvadu sakaru tehnoloģija, kas paredzēta liela attāluma{1}}datu pārraidei. LoRaWAN tīklus parasti izmanto rūpnieciskās iekārtās, fermās un viedpilsētu lietojumprogrammās, kur vairākiem sensoriem ir jāsazinās caur vietējo vārteju.

LoRa priekšrocības:

Liels pārraides attālums
LoRa nodrošina lielisku saziņas diapazonu, īpaši atklātās vidēs, piemēram, fermās, rezervuāros un rūpniecības objektos.

Īpaši-zems enerģijas patēriņš
Zemās enerģijas prasības padara to piemērotu ar akumulatoru{0}}darbināmiem bezvadu līmeņa sensoriem.

Vairāki sensoru savienojumi
Viena LoRaWAN vārteja var atbalstīt daudzus bezvadu sensorus, padarot to izmaksu{0}}efektīvu lieliem uzraudzības tīkliem.

Tipiski pielietojumi:

• Vairāku uzglabāšanas tvertņu uzraudzība
• Lauksaimniecības apūdeņošanas sistēmas
• Notekūdeņu monitorings
• Rūpnīcas{0}}plaši IoT tīkli

Ierobežojumi:

Nepieciešama LoRa vārteja

Tīkla izvietošanai var būt nepieciešama papildu plānošana

3. WiFi bezvadu līmeņa sensors

Vispiemērotākais: iekštelpu lietojumprogrammām ar esošajiem bezvadu tīkliem

WiFi ir viena no visizplatītākajām bezvadu sakaru tehnoloģijām. Tas nodrošina ātrdarbīgu-datu pārraidi un ir plaši pieejams ēkās, rūpnīcās un dzīvojamās vidēs.

WiFi priekšrocības:

Augsts datu pārraides ātrums
WiFi atbalsta ātru saziņu un ir piemērots lietojumprogrammām, kurām nepieciešama bieža datu atjaunināšana.

Viegla integrācija
Lielākajai daļai iekārtu jau ir WiFi tīkli, kas samazina papildu infrastruktūras prasības.

Zemas sakaru izmaksas
Ja izmantojat esošos tīklus, mobilo datu abonements nav nepieciešams.

Tipiski pielietojumi:

• Iekštelpu ūdens tvertnes
• Ēku ūdensapgādes sistēmas
• HVAC uzraudzība
• Viedās mājas lietojumprogrammas

Ierobežojumi:

Lielāks enerģijas patēriņš, salīdzinot ar NB-IoT un LoRa

Ierobežots komunikācijas attālums

Signāla vājināšanās, ko izraisa sienas un metāla konstrukcijas

4. 4G bezvadu līmeņa sensors

Vispiemērotākais:{0}}reāllaika uzraudzībai, kam nepieciešama ātra saziņa

4G nodrošina ātrdarbīgu-mobilo sakaru tīklu un ir piemērots lietojumprogrammām, kurām nepieciešama bieža datu pārraide, attāla konfigurācija un reāllaika -trauksmes.

4G priekšrocības:

Datu pārraide reāllaikā-
4G nodrošina ātru saziņu starp sensoriem, mākoņu platformām un uzraudzības sistēmām.

Plaša pieejamība

4G tīkli ir plaši izplatīti visā pasaulē, padarot tos piemērotus daudziem rūpnieciskiem lietojumiem.

Nav nepieciešama vietējā vārteja

Līdzīgi kā NB-IoT, 4G sensori var tieši izveidot savienojumu ar internetu, izmantojot mobilos tīklus.

Tipiski pielietojumi:

• Degvielas tvertnes uzraudzība
• Ķīmisko vielu uzglabāšanas uzraudzība
• Attālināta rūpnieciskā iekārta
• Avārijas ūdens apgādes sistēmas

Ierobežojumi:

Lielāks enerģijas patēriņš

Nepieciešama SIM karte un mobilo datu plāns

NB-IoT vs LoRa vs WiFi vs 4G salīdzinājums

Kā izvēlēties pareizo bezvadu līmeņa sensoru?

Labākā bezvadu sakaru metode ir atkarīga no vairākiem faktoriem:

1. Uzstādīšanas vieta

Attālos apgabalos bez vadu infrastruktūras parasti priekšroka tiek dota NB-IoT vai 4G.

2. Monitoringa punktu skaits

LoRaWAN var samazināt izvietošanas izmaksas desmitiem vai simtiem tvertņu vienā vietā.

3. Enerģijas pieejamība

Ar akumulatoru{0}}darbināmiem sensoriem NB-IoT un LoRa ir labākas izvēles, jo ir mazāks enerģijas patēriņš.

4. Datu biežuma prasības

Lai nodrošinātu biežus atjauninājumus un{0}}reāllaika trauksmes signālus, 4G vai WiFi nodrošina ātrāku saziņu.

Secinājums

Nav nevienas bezvadu tehnoloģijas, kas piemērota katrai tvertnes attālās uzraudzības lietojumprogrammai.

• NB-IoT ir ideāli piemērots zemas-jaudas, ilgtermiņa
• LoRa/LoRaWAN ir labākā izvēle liela mēroga{0}}sensoru tīkliem.
• WiFi labi darbojas iekštelpu lietojumprogrammām ar esošajiem tīkliem.
• 4G LTE nodrošina ātru un uzticamu saziņu reāllaika{1}}uzraudzībai.

Apvienojot augstas -precizitātes līmeņa mērīšanas tehnoloģiju ar pareizo bezvadu sakaru metodi, bezvadu līmeņa sensori nodrošina elastīgu, rentablu un uzticamu risinājumu mūsdienīgai rūpniecisko tvertņu uzraudzībai.

5 populārākie FAQ par bezvadu līmeņa sensoriem

1. Kāda ir labākā bezvadu sakaru tehnoloģija līmeņa sensoram?

Nav universāla labākā risinājuma, jo ideālā saziņas metode ir atkarīga no pielietojuma. Izvēloties, jāņem vērā atrašanās vieta, jaudas pieejamība, datu frekvence un tīkla apstākļi.

2. Cik tālu bezvadu līmeņa sensors var pārraidīt datus?

Pārraides attālums ir atkarīgs no sakaru tehnoloģijas un uzstādīšanas vides.

Raksturīgās īpašības:

NB-IoT: plašs mobilo sakaru pārklājums, izmantojot esošos tīklus

LoRaWAN: Vairāki kilometri atklātās vietās atkarībā no antenas un vides

Wi-Fi: parasti piemērots nelielas{0}}tāluma saziņai telpās

4G: izmanto mobilos tīklus un var aptvert lielus ģeogrāfiskos apgabalus

Attālinātām tvertnēm priekšroka bieži tiek dota mobilajām tehnoloģijām, piemēram, NB-IoT un 4G, jo tām nav nepieciešamas vietējās vārtejas.

3. Cik ilgi darbojas bezvadu līmeņa sensora akumulators?

Akumulatora darbības laiks ir atkarīgs no vairākiem faktoriem:

Mērījumu biežums

Datu pārraides intervāls

Bezvadu sakaru metode

Vides temperatūra

Sensora enerģijas patēriņš

Zema-jaudas lietojumprogrammām, kas izmanto NB-IoT vai LoRa sakarus, pareizi konfigurēti bezvadu līmeņa sensori parasti var darboties vairākus gadus bez akumulatora nomaiņas.

4. Vai bezvadu līmeņa sensorus var izmantot ārpus telpām?

Jā. Rūpnieciskie bezvadu līmeņa sensori ir paredzēti izmantošanai ārpus telpām, ja tie ir aprīkoti ar atbilstošu aizsardzību.

5. Vai man izvēlēties ultraskaņas līmeņa sensoru vai radara līmeņa sensoru?

Izvēle ir atkarīga no vides un darba apstākļiem. Pareizas uztveršanas tehnoloģijas izvēle ir tikpat svarīga kā bezvadu sakaru metodes izvēle. Skatīt iepriekšējo rakstušeit.

Par Autoru

MACSENSOR vecākais lietojumprogrammu inženieris

Vans Lei ir vecākais sensoru lietojumu inženieris uzņēmumā MACSENSOR, kas specializējas rūpnieciskā spiediena mērīšanā, līmeņa uzraudzībā un bezvadu IoT sensoru risinājumos. Ar 12 gadu pieredzi procesu instrumentu lietojumos viņš ir palīdzējis klientiem izstrādāt vairāk nekā 300 pielāgotus mērījumu risinājumus dažādās nozarēs, piemēram, ūdens attīrīšanas, naftas ķīmijas, degvielas pārvaldības, lauksaimniecības un rūpnieciskās automatizācijas nozarēs.

Viņa pieredze aptver bezvadu līmeņa sensoru izvēli, tvertņu attālinātās uzraudzības sistēmas, spiediena un radara līmeņa mērīšanas tehnoloģijas un industriālos sakaru risinājumus. Viņš ir bijis iesaistīts attālu rezervuāru, uzglabāšanas tvertņu un rūpniecisko iekārtu uzraudzības sistēmu projektēšanā, kur uzticama datu pārraide un ilgstoša darbība{1}} ir ļoti svarīga.

Vangam Lei ir ieguvusi bakalaura grādu automatizācijas inženierijā, un viņa mērķis ir izmantot sensoru tehnoloģijas un rūpnieciskos IoT risinājumus, lai uzlabotu mērījumu uzticamību, darbības efektivitāti un digitālo transformāciju globāliem klientiem.