LoRaWAN vs. Wired Weather Monitoring: Hvilken er bedre til fjerntliggende websteder?

Vejrovervågningsprojekter har ofte behov for at indsamle temperatur, fugtighed, atmosfærisk tryk og andre meteorologiske data fra udendørs eller distribuerede steder.

For mange projekter er det kun en del af udfordringen at vælge en passende sensor. Kunder skal også overveje, hvordan data vil blive transmitteret, hvordan feltenheder vil blive forsynet med strøm, om langdistancekabler er praktisk, hvor mange overvågningspunkter der kræves, og hvordan brugere vil få fjernadgang til dataene.

Traditionelle kablede vejrovervågningssystemer kræver normalt langdistancekabler, strømkonstruktion, dataindsamlingsudstyr og integration på stedet. Dette kan øge installationsomkostningerne og gøre implementeringen mere kompliceret, når overvågningspunkter er udendørs, fjerntliggende eller vidt udbredt.

Et LoRaWAN-baseret vejrovervågningssystem giver en anden tilgang ved at kombinere meteorologiske sensorer, LoRaWAN-knuder, gateways og en dataplatform i en trådløs overvågningsarkitektur.

Så hvordan er LoRaWAN vejrovervågning sammenlignet med traditionel kablet overvågning, og hvornår er det mere velegnet til fjerntliggende steder?

Hvad er et traditionelt kabelforbundet vejrovervågningssystem?

Et kablet meteorologisk overvågningssystem forbinder typisk feltsensorer til dataindsamlings- eller overvågningsudstyr gennem fysiske kabler.

Afhængigt af projektet kan dette involvere:

• Signalkabler mellem feltsensorer og opsamlingsudstyr

• Strømkabler eller strømkonstruktion på stedet

• Enheder til dataindsamling

• Kommunikationsudstyr

• Systemintegration på stedet

• Yderligere ledninger, når nye overvågningspunkter tilføjes

Denne tilgang kan være praktisk, når overvågningsudstyr er koncentreret ét sted, og både strøm- og kabelinstallation er let tilgængelig.

Fjernmeteorologiske overvågningsprojekter har dog ofte forskellige betingelser.

En kunde skal muligvis installere sensorer på tværs af landbrugsjord, veje, byggepladser, industriparker, campusser eller andre udendørs steder. Webstedet har muligvis ikke netstrøm, langdistanceledninger kan være dyrt eller ubelejligt, og brugere kan få brug for at få adgang til data fra flere overvågningspunkter eksternt.

Det er de situationer, hvor trådløs meteorologisk overvågning bliver særlig nyttig.

Hvad er LoRaWAN-vejrovervågning?

EN LoRaWAN vejrovervågningssystem bruger trådløs LoRaWAN kommunikation til at transmittere meteorologiske data fra feltovervågningspunkter mod en gateway og dataplatform.

BGT HYDROMET-løsningen bruger følgende grundlæggende arkitektur:

Meteorologisk sensor + LoRaWAN Node + LoRaWAN Gateway + Cloud Platform / Kundeplatform

I en typisk konfiguration arbejder én meteorologisk sensor med én LoRaWAN-knude.

Den meteorologiske sensor måler miljøparametre som:

• Temperatur

• Fugtighed

• Atmosfærisk tryk

LoRaWAN-knuden indsamler sensordata gennem RS485-kommunikation og sender dem trådløst til LoRaWAN-gatewayen.

Gatewayen videresender derefter dataene mod cloud-platformen eller kundens eget system.

Dette skaber en komplet datasti:

Meteorologisk sensor → RS485 → LoRaWAN Node → LoRaWAN Gateway → Dataplatform

I stedet for kun at købe en selvstændig vejrsensor, kan kunderne derfor konfigurere en komplet trådløs overvågningspakke i henhold til deres projektkrav.

LoRaWAN vs. Wired Weather Monitoring

Den væsentligste forskel mellem de to tilgange er, hvordan feltdata transmitteres, og hvordan overvågningspunkter implementeres.

Nøglepunktet er ikke, at trådløse systemer skal erstatte kablet overvågning i hvert projekt.

I stedet bliver LoRaWAN særlig værdifuld, når ledninger, strømadgang, fjernimplementering eller fremtidig udvidelse er store projektproblemer.

1. LoRaWAN Reducerer langdistancekabling

Et af de vigtigste salgsargumenter for LoRaWAN meteorologisk overvågningsløsning er reduceret afhængighed af langdistance signalkabler.

Traditionelle systemer kan kræve fysiske kabler fra overvågningspunkter til indsamlingsudstyr.

I et LoRaWAN-system er den meteorologiske sensor forbundet lokalt til en LoRaWAN-node, mens langdistance-datatransmission mellem node og gateway er trådløs.

Det betyder, at kunderne ikke behøver at lægge lange signalkabler på tværs af landbrugsjord, veje, byggepladser, industriområder eller andre distribuerede overvågningssteder.

For projekter, hvor udgravning, kabelføring eller anlægsarbejde er ubelejligt, kan dette forenkle implementeringen betydeligt.

Det er især relevant for:

• Landbrugsjord

• frugtplantager

• Byggepladser

• Vejkanter

• Industriparker

• Campusser

• Fjernovervågningspunkter i marken

2. LoRaWAN understøtter lav-effekt fjernovervågning

En anden almindelig kundebekymring er strømforsyning.

Mange udendørs overvågningssteder har ikke elektricitet til rådighed.

BGT HYDROMET-løsningen kan konfigureres med:

• Batteridrevne noder

• Solcelledrevne noder

• Ekstern strømforsyning

• Solpanel + batteri + laderegulator

En batteridrevet node kan overvejes til laveffektsensorer og steder uden netstrøm, mens solcelledrevne konfigurationer er velegnede til udendørs langtidsovervågningssteder.

Der er dog ikke et enkelt fast tal for batterilevetid, der gælder for hvert projekt.

Batteriets levetid afhænger af faktorer som:

• Datarapporteringsinterval

• Omgivelsestemperatur

• Sensor strømforbrug

• Driftsforhold

Rapporteringsintervallet er særligt vigtigt.

For de fleste meteorologiske overvågningsprojekter anbefales et 15-minutters rapporteringsinterval i den aktuelle løsningsdokumentation.

Et kortere interval såsom fem minutter kan bruges, når hyppigere dataopdateringer er påkrævet, men kortere rapporteringsintervaller øger strømforbruget og reducerer batteriets levetid.

Dette er grunden til, at kunderne skal bekræfte både deres nødvendige datafrekvens og tilgængelige strømforhold, før den endelige systemkonfiguration vælges.

3. Hvor langt kan LoRaWAN-vejrsensorer sende?

Kommunikationsrækkevidde er et af de mest almindelige spørgsmål fra kunder, der overvejer trådløs vejrovervågning.

Ifølge den nuværende BGT HYDROMET-løsningsdokumentation er den typiske referencekommunikationsafstand ca.

• 5–10 km i åbne områder

• 1–2 km i bymiljøer

Den faktiske transmissionsafstand afhænger af terræn, bygninger, antennehøjde, gateway-position og omgivende forhold.

Af denne grund bør kommunikationsafstand ikke behandles som en fast garanteret værdi.

Til større overvågningsområder kan der installeres yderligere gateways for at udvide netværksdækningen.

Den nuværende løsningsdokumentation angiver også, at én gateway generelt kan understøtte hundredvis af LoRaWAN-sensornoder, selvom den faktiske netværkskapacitet skal bekræftes i henhold til projektkonfigurationen.

Dette gør LoRaWAN velegnet til projekter, hvor overvågningspunkter er fordelt over et relativt stort område.

4. Hvor skal sensoren og gatewayen installeres?

Korrekt installation har direkte indflydelse på både meteorologiske målinger og LoRaWAN-kommunikation.

Den meteorologiske sensor bør generelt installeres på et åbent og uhindret sted , væk fra:

• Bygninger

• Træer

• Vægge

• Andre store forhindringer

Som en generel anbefaling i den medfølgende projektdokumentation bør afstanden fra forhindringer være mindst dobbelt så høj som forhindringen.

For LoRaWAN-gatewayen er den anbefalede installationshøjde ca. 3–5 meter.

Gatewayen skal holdes væk fra stærke elektromagnetiske interferenskilder såsom:

• Højspændingsledninger

• Store motorer

Antennen skal også så vidt muligt have et uhindret synsfelt.

Før den endelige implementering kan kunden først placere sensorknuden cirka 3-5 meter fra gatewayen for at teste kommunikationen.

Når forbindelsen er bekræftet, kan overvågningsudstyret flyttes til dets endelige installationssted.

5. Er et LoRaWAN-vejrovervågningssystem svært at installere?

Dette er et andet almindeligt spørgsmål fra kunder, især dem, der ikke har et dedikeret meteorologisk ingeniørteam.

Når du bruger BGT HYDROMET-gatewayen og -platformen, er den grundlæggende feltinstallationsproces relativt ligetil.

Typisk installationsarbejde omfatter:

1. Fastgør monteringsbeslaget.

2. Installer den meteorologiske sensor.

3. Installer og forsyn LoRaWAN-noden.

4. Bekræft, at noden er inden for gateway-dækning.

5. Slut enheden til LoRaWAN-netværket.

6. Bekræft, at data bliver uploadet korrekt.

Den fulde projektimplementeringsproces, der er beskrevet i løsningsdokumentationen, omfatter kravbekræftelse, løsningskonfiguration, prækonfiguration før forsendelse, installation på stedet, netværksforbindelse, dataverifikation og efterfølgende drift og vedligeholdelse.

Udrulningsvejledning og teknisk fjernassistance kan også ydes, når det er nødvendigt.

Dette gør systemet særligt attraktivt for kunder, der ønsker at undgå kompleks langdistanceledning og omfattende integrationsarbejde på stedet.

6. Hvilken konfiguration er påkrævet efter installationen?

For projekter, der bruger en LoRaWAN-netværksserver, skal noden være korrekt indbygget, før normal datatransmission begynder.

Den medfølgende meteorologiske FAQ beskriver følgende initialiseringsproces:

• Indtast enhedens OTAA-legitimationsoplysninger i LoRaWAN-netværksserveren.

• Tænd for enheden.

• Start processen med netværksforbindelse.

• Bekræft, at enheden slutter sig til LoRaWAN-netværket.

• Kontroller, at en datapakke kan sendes og modtages.

Til den aktuelle nodekonfiguration beskrevet i kundematerialet kan drejekontakten bruges til netværkstilslutning og testtransmission.

Den nøjagtige onboarding-procedure bør derfor følges i henhold til den medfølgende node- og platformskonfiguration.

For kunderne er det vigtige punkt, at den trådløse sensor ikke bare tændes og efterlades uadministreret: netværks-onboarding og databekræftelse er en del af implementeringsprocessen.

7. Hvordan kan kunder se vejrdata på afstand?

Fjernadgang til data er en af ​​hovedfordelene ved den komplette LoRaWAN-løsning.

Når du bruger BGT HYDROMET platformen og gatewayen, kan brugere få adgang til meteorologiske data via et pc-dashboard og/eller mobilapp.

Afhængigt af projektkrav kan platformen understøtte:

• Datavisning i realtid

• Historiske datakurver

• Overvågning af enhedsstatus

• Excel- eller CSV-dataeksport

• Alarmmeddelelse, hvis konfigureret

• Integration med kundens egen platform

Dette giver brugerne mulighed for at overvåge flere feltplaceringer uden fysisk at besøge hver sensor.

For eksempel kan en landbrugskunde se vejrinformation fra distribuerede landbrugsjordovervågningspunkter, mens en industri- eller byggekunde kan få adgang til overvågningsdata fra forskellige områder på stedet.

8. Kan systemet oprette forbindelse til en kundes egen platform?

Ja, platformintegration kan diskuteres i henhold til faktiske projektkrav.

Nogle kunder har allerede deres egen:

• IoT platform

• Datastyringssystem

• LoRaWAN netværksserver

• Gateway infrastruktur

I disse situationer behøver projektet ikke nødvendigvis at bruge en helt ny dataplatform.

Før ordrebekræftelse skal flere tekniske detaljer dog bekræftes, herunder:

• Kommunikationsmetode

• Dataformat

• MQTT krav

• Platform integration metode

• Nødvendige API-funktioner

De tilgængelige API-funktioner skal bekræftes i henhold til det faktiske projektomfang.

Dette er en vigtig salgsovervejelse for systemintegratorer og kunder, der allerede driver deres egen overvågningsinfrastruktur.

9. Kan sensoren arbejde med andre LoRaWAN-gateways?

Kompatibilitet er et andet almindeligt B2B-købsspørgsmål.

Den medfølgende meteorologiske FAQ angiver, at LoRaWAN-enhederne følger standard LoRaWAN-protokollen og kan integreres med almindelige LoRaWAN-gateways og netværksservere.

Hvis kunden allerede har et LoRaWAN-netværk, er det vigtigste trin at bekræfte kompatibilitet og onboarding-krav inden bestilling.

Casestudiet bemærker også specifikt, at kunderne muligvis allerede har deres egen:

• LoRaWAN gateway

• Netværksserver

• Dataplatform

Enhedens onboarding og dataintegration bør derfor diskuteres under projektbekræftelsen i stedet for at antages efter installationen.

10. Hvorfor bruge LoRaWAN i stedet for 4G/5G eller Wi-Fi ved hvert overvågningspunkt?

Kunder sammenligner ikke kun LoRaWAN med kablet overvågning. De kan også spørge, hvorfor hvert sensorpunkt ikke blot skal bruge Wi-Fi eller mobilkommunikation.

De meteorologiske løsningsmaterialer placerer lavt strømforbrug og langdistancekommunikation som vigtige grunde til at bruge LoRaWAN i distribueret udendørs overvågning.

Dette er især relevant, når:

• Overvågningspunkter er vidt fordelt.

• Netstrøm er ikke tilgængelig.

• Batteri- eller solcelledrift er påkrævet.

• Trådløs langdistancekommunikation er nødvendig.

• Det er uønsket at installere mobilkommunikationsudstyr ved hvert overvågningspunkt.

LoRaWAN kan tillade flere sensorknuder at kommunikere mod en gateway i stedet for at kræve, at hvert feltpunkt fungerer som en uafhængig cellulær forbindelse.

Den endelige kommunikationsarkitektur bør dog stadig vælges i henhold til kundens faktiske stedforhold, netværkstilgængelighed, strømforsyning og projektkrav.

11. Hvilke vejrparametre kan overvåges?

Den typiske sensor, der bruges i den nuværende BGT HYDROMET-løsning, er en luftventilboks temperatur-, fugt- og tryksensor.

Den måler:

• Temperatur

• Fugtighed

• Atmosfærisk tryk

Sensoren kommunikerer gennem RS485 og anbefales til brug sammen med en LoRaWAN node til trådløs datatransmission.

Andre meteorologiske parametre kan også vælges efter projektets behov.

Dette er grunden til, at det første spørgsmål under projektkonfigurationen ikke blot bør være 'Hvor mange vejrstationer har du brug for?'

Det skal være:

Hvilke parametre skal du egentlig overvåge?

12. Hvilke spørgsmål bør stilles, før du vælger systemet?

En stor del af konfigurationen af ​​et LoRaWAN vejrovervågningssystem er at forstå kundens reelle anvendelse.

Før du anbefaler en løsning, skal følgende spørgsmål bekræftes.

Overvågningssted

Hvor vil systemet blive implementeret?

For eksempel:

• Landbrugsjord

• Frugthave

• Byggeplads

• Byområde

• Vej

• Industripark

• Ekstern feltplacering

Overvågningsparametre

Hvilke parametre skal måles?

Standardløsningen kan overvåge temperatur, luftfugtighed og atmosfærisk tryk, mens andre parametre kan vælges i henhold til projektet.

Antal overvågningspunkter

Hvor mange overvågningssteder er nødvendige?

Dette påvirker antallet af sensorer og LoRaWAN-noder samt gateway-dækningsplanlægning.

Strømforhold på stedet

Er netstrøm tilgængelig?

Hvis ikke, skal projektet bruge:

• Batteristrøm

• Solenergi

• Solpanel + batteri konfiguration

Kommunikationsmiljø

Hvad er den omtrentlige afstand mellem overvågningspunkter og gatewayen?

Er der større bygninger, træer, terrænforskelle eller andre forhindringer?

Datarapporteringsinterval

Hvor ofte har kunden brug for opdaterede data?

For eksempel:

• Hvert 5. minut

• Hvert 15. minut

• Endnu et projektspecifikt interval

Dataapplikation

Hvordan vil data blive brugt?

For eksempel:

• Fjernovervågning

• Historisk analyse

• Alarmmeddelelse

• Operationel reference

• Integration med et andet system

Platform krav

Har kunden brug for BGT HYDROMET platformen, eller har de allerede deres egen platform?

LoRaWAN-frekvens

Hvilket land eller område vil udstyret blive brugt i?

Den nødvendige LoRaWAN-frekvenskonfiguration skal bekræftes før forsendelse.

Lokale krav

Er der nogen lokale certificerings- eller importkrav, der skal tages i betragtning?

Disse spørgsmål svarer nøje til de oplysninger, der kræves til den endelige projektkonfiguration.

13. Typiske applikationer til LoRaWAN-vejrovervågning

Landbrugets meteorologiske overvågning

I landbrugsjord, drivhusomgivelser, frugtplantager og kunstvandingsområder kan data om temperatur, fugtighed og atmosfærisk tryk hjælpe brugerne med at forstå lokale mikroklimaforhold og understøtte landbrugsstyring.

Byggepladsovervågning

Meteorologiske data kan understøtte sikkerhedsstyring, miljøovervågning og vejrrelateret arbejdsplanlægning på byggepladser.

Smart City overvågning

Systemet kan installeres i parker, gader, campusser, boligsamfund og offentlige faciliteter for at indsamle grundlæggende vejr- og miljødata.

Vej- og transportvejrovervågning

Vejrdata kan understøtte vejtilstandsvurdering, tidlig varsling og transportstyring, især i områder, der er påvirket af tåge, regn, temperaturændringer eller stærk vind.

Overvågning af industriparker

Distribueret vejrovervågning kan understøtte miljøovervågning, sikkerhedsstyring eller reference for udstyrsdrift i industriparker.

Fjernovervågning i felten

Til udendørs steder uden praktisk strøm- eller kommunikationsinfrastruktur giver LoRaWAN-løsningen en praktisk trådløs overvågningsmetode.

Hvornår er kablet vejrovervågning stadig et godt valg?

LoRaWAN er ikke automatisk den bedste mulighed for ethvert meteorologisk overvågningsprojekt.

Et kablet system kan stadig være praktisk, når:

• Overvågningspunkter er koncentreret i et lille område.

• Kabelinstallation er let.

• Stabil netstrøm er allerede tilgængelig.

• Eksisterende kablet infrastruktur kan genbruges.

• Trådløs kommunikation giver ingen meningsfuld implementeringsfordel.

Valget bør derfor baseres på de faktiske forhold på stedet i stedet for at antage, at trådløst altid er bedre.

Til fjerntliggende, udendørs eller distribuerede projekter tilbyder LoRaWAN dog flere klare praktiske fordele:

• Reduceret langdistancekabling

• Fleksibel installation i marken

• Lavt strømforbrug

• Mulighed for batteri og solenergi

• Langrækkende trådløs transmission

• Fjernadgang til data

• Udrulning af flere overvågningspunkter

• Fleksibel platformintegration

Konklusion

Valget mellem LoRaWAN og kablet vejrovervågning afhænger af projektmiljøet, strømforhold, kommunikationskrav, antal overvågningspunkter og dataplatformskrav.

Traditionel kablet overvågning kan forblive praktisk, hvor sensorer er koncentrerede, og både strøm og kabler er nemme at levere.

Til fjerntliggende, udendørs eller vidt udbredte overvågningssteder kan en LoRaWAN-baseret meteorologisk overvågningsløsning reducere krav til langdistancekabler og give større fleksibilitet til lav-strøm implementering, fjernadgang til data og fremtidig udvidelse.

BGT HYDROMET-løsningen kombinerer:

Meteorologisk sensor + LoRaWAN Node + LoRaWAN Gateway + Cloud Platform / Kundeplatform

i én praktisk overvågningspakke.

I stedet for kun at sælge en vejrsensor, adresserer løsningen hele overvågningsprocessen – fra miljøregistrering og RS485-dataindsamling til trådløs transmission, gateway-kommunikation og fjernstyring af data.

For kunder, der evaluerer et trådløst vejrovervågningsprojekt, er det vigtigste næste trin at bekræfte overvågningsparametrene, antallet af steder, installationsmiljøet, strømforhold, kommunikationsafstand, rapporteringsinterval, LoRaWAN-frekvens og platformskrav, før den endelige konfiguration vælges.