LoRaWAN vs. juhtmega ilmaseire: kumb on kaugemate saitide jaoks parem?

Ilmaseireprojektid peavad sageli koguma temperatuuri, niiskuse, atmosfäärirõhu ja muid meteoroloogilisi andmeid välistingimustes või hajutatud kohtadest.

Paljude projektide puhul on sobiva anduri valimine vaid osa väljakutsest. Samuti peavad kliendid mõtlema, kuidas andmeid edastatakse, kuidas väliseadmeid toidetakse, kas kaugkaabeldus on otstarbekas, kui palju jälgimispunkte on vaja ja kuidas kasutajad andmetele kaugjuurdepääsu saavad.

Traditsioonilised juhtmega ilmaseiresüsteemid nõuavad tavaliselt pikamaakaablit, toitekonstruktsiooni, andmehõiveseadmeid ja kohapealset integreerimist. See võib suurendada paigalduskulusid ja muuta juurutamise keerulisemaks, kui seirepunktid on väljas, eemal või laialt levinud.

LoRaWANil põhinev ilmaseiresüsteem pakub veel üht lähenemist, ühendades meteoroloogilised andurid, LoRaWANi sõlmed, lüüsid ja andmeplatvormi traadita seirearhitektuuriks.

Niisiis, kuidas LoRaWANi ilmaseire võrreldakse traditsioonilise juhtmega jälgimisega ja millal sobib see kaugematele saitidele paremini?

Mis on traditsiooniline juhtmega ilmaseiresüsteem?

Juhtmega meteoroloogiline seiresüsteem ühendab tavaliselt välja andurid andmete kogumise või seireseadmetega füüsiliste kaablite kaudu.

Sõltuvalt projektist võib see hõlmata järgmist:

• Signaalikaablid väljaandurite ja mõõteseadmete vahel

• Toitekaabeldus või kohapealne elektriehitus

• Andmehõiveseadmed

• Sideseadmed

• Süsteemi integreerimine kohapeal

• Täiendav juhtmestik uute seirepunktide lisamisel

Selline lähenemine võib olla praktiline, kui seireseadmed on koondatud ühte kohta ja nii toite- kui ka kaablipaigaldis on kergesti kättesaadav.

Samas on meteoroloogilise kaugseire projektidel sageli erinevad tingimused.

Kliendil võib tekkida vajadus paigaldada andurid põllumaale, teedele, ehitusplatsidele, tööstusparkidesse, ülikoolilinnakutesse või muudesse välistingimustesse. Saidil ei pruugi olla vooluvõrku, kaugjuhtmed võivad olla kallid või ebamugavad ning kasutajatel võib olla vaja kaugjuurdepääsu mitme seirepunkti andmetele.

Need on olukorrad, kus traadita meteoroloogiline seire muutub eriti kasulikuks.

Mis on LoRaWANi ilmaseire?

A LoRaWANi ilmaseiresüsteem kasutab traadita LoRaWAN-sidet meteoroloogiliste andmete edastamiseks väliseirepunktidest lüüsi ja andmeplatvormi poole.

BGT HYDROMET lahendus kasutab järgmist põhiarhitektuuri:

Meteoroloogiline andur + LoRaWANi sõlm + LoRaWANi lüüs + pilveplatvorm / kliendiplatvorm

Tüüpilises konfiguratsioonis töötab üks meteoroloogiline andur ühe LoRaWAN-sõlmega.

Meteoroloogiline andur mõõdab selliseid keskkonnaparameetreid nagu:

• Temperatuur

• Niiskus

• Atmosfäärirõhk

LoRaWAN-i sõlm kogub anduri andmeid RS485 side kaudu ja edastab need juhtmevabalt LoRaWAN-lüüsi.

Seejärel saadab lüüs andmed pilveplatvormi või kliendi enda süsteemi suunas.

See loob täieliku andmetee:

Meteoroloogiline andur → RS485 → LoRaWANi sõlm → LoRaWANi lüüs → andmeplatvorm

Selle asemel, et osta ainult eraldiseisvat ilmaandurit, saavad kliendid konfigureerida täieliku traadita seirepaketi vastavalt oma projekti nõuetele.

LoRaWAN vs juhtmega ilmaseire

Peamine erinevus nende kahe lähenemisviisi vahel seisneb selles, kuidas väliandmeid edastatakse ja kuidas seirepunkte kasutatakse.

Võtmepunkt ei seisne selles, et traadita süsteemid peaksid asendama juhtmega jälgimist igas projektis.

Selle asemel muutub LoRaWAN eriti väärtuslikuks siis, kui juhtmestik, voolujuurdepääs, kaugjuurutamine või tulevane laiendamine on projekti peamised probleemid.

1. LoRaWAN vähendab kaugkaabeldust

LoRaWAN meteoroloogilise monitooringu lahenduse üks peamisi müügiargumente on vähenenud sõltuvus kaugsignaali kaabeldusest.

Traditsioonilised süsteemid võivad vajada füüsilisi kaableid seirepunktidest hankimisseadmeteni.

LoRaWAN-süsteemis on meteoroloogiline andur ühendatud lokaalselt LoRaWAN-sõlmega, samas kui sõlme ja lüüsi vaheline pikamaa andmeedastus on juhtmevaba.

See tähendab, et kliendid ei pea pikki signaalikaableid vedama põllumaale, teedele, ehitusplatsidele, tööstuspiirkondadele või muudele hajutatud jälgimiskohtadele.

Projektide puhul, kus kaevamine, kaablite vedamine või ehitustööd on ebamugavad, võib see kasutuselevõttu oluliselt lihtsustada.

See on eriti asjakohane:

• Põllumaa

• Viljapuuaiad

• Ehitusplatsid

• Teeääred

• Tööstuspargid

• Ülikoolilinnakud

• Väliseire kaugseire punktid

2. LoRaWAN toetab väikese võimsusega kaugseiret

Teine levinud klientide mure on toiteallikas.

Paljudel välisseirekohtadel puudub vooluvõrk.

BGT HYDROMET lahendust saab konfigureerida:

• Akutoitel sõlmed

• Päikeseenergial töötavad sõlmed

• Väline toiteallikas

• Päikesepaneel + aku + laadimiskontroller

Akutoitel sõlme võib kaaluda väikese võimsusega andurite ja võrgutoiteta saitide jaoks, samas kui päikeseenergiaga konfiguratsioonid sobivad pikaajaliseks välisseireks.

Siiski pole kindlat fikseeritud aku kasutusaega, mis kehtiks iga projekti kohta.

Aku tööiga sõltub sellistest teguritest nagu:

• Andmete aruandluse intervall

• Ümbritsev temperatuur

• Anduri energiatarve

• Töötingimused

Eriti oluline on aruandlusintervall.

Enamiku meteoroloogilise seire projektide puhul on soovitatav 15-minutiline aruandlusintervall . praeguses lahenduse dokumentatsioonis

Lühemat intervalli (nt viis minutit) saab kasutada siis, kui on vaja andmeid sagedamini värskendada, kuid lühemad aruandlusintervallid suurendavad energiatarbimist ja lühendavad aku kasutusaega.

Seetõttu peaksid kliendid enne lõpliku süsteemikonfiguratsiooni valimist kinnitama nii nõutavat andmesagedust kui ka saadaolevaid toitetingimusi.

3. Kui kaugele suudavad LoRaWANi ilmaandurid edastada?

Sideulatus on üks levinumaid küsimusi klientidelt, kes kaaluvad juhtmevaba ilma jälgimist.

Praeguse BGT HYDROMET lahenduse dokumentatsiooni kohaselt on tüüpiline võrdlussidekaugus ligikaudu:

• 5–10 km avatud aladel

• 1–2 km linnakeskkonnas

Tegelik edastuskaugus sõltub maastikust, hoonetest, antenni kõrgusest, lüüsi asukohast ja ümbritsevatest tingimustest.

Seetõttu ei tohiks sidekaugust käsitleda kindla garanteeritud väärtusena.

Suuremate seirealade jaoks saab võrgu leviala laiendamiseks paigaldada täiendavaid lüüsi.

Praeguses lahenduse dokumentatsioonis on ka kirjas, et üks lüüs võib üldjuhul toetada sadu LoRaWAN-i andurisõlmesid, kuigi tegelik võrguvõimsus tuleks kinnitada vastavalt projekti konfiguratsioonile.

See muudab LoRaWANi sobivaks projektidele, kus seirepunktid on jaotatud suhteliselt suurele alale.

4. Kuhu tuleks paigaldada andur ja lüüs?

Õige paigaldus mõjutab otseselt nii meteoroloogilisi mõõtmisi kui ka LoRaWANi sidet.

Meteoroloogiline andur tuleks üldjuhul paigaldada avatud ja takistusteta kohta , eemal:

• Hooned

• puud

• Seinad

• Muud suured takistused

Kaasasoleva projekti dokumentatsiooni üldise soovitusena peaks kaugus takistustest olema vähemalt kaks korda suurem takistuse kõrgusest.

LoRaWANi lüüsi puhul on soovitatav paigalduskõrgus ligikaudu 3–5 meetrit.

Lüüsi tuleks hoida eemal tugevatest elektromagnetiliste häirete allikatest, näiteks:

• Kõrgepingeliinid

• Suured mootorid

Samuti peaks antennil olema võimalikult vaba vaateväli.

Enne lõplikku kasutuselevõttu saab klient kõigepealt asetada andurisõlme umbes 3–5 meetri kaugusele lüüsist, et sidet testida.

Kui ühendus on kinnitatud, saab seireseadmed viia lõplikku paigalduskohta.

5. Kas LoRaWANi ilmaseiresüsteemi on raske paigaldada?

See on veel üks levinud küsimus klientidelt, eriti neilt, kellel pole spetsiaalset meteoroloogiainseneri meeskonda.

BGT HYDROMETi lüüsi ja platvormi kasutamisel on põhiline välipaigaldusprotsess suhteliselt lihtne.

Tüüpilised paigaldustööd hõlmavad järgmist:

1. Kinnitage kinnitusklamber.

2. Paigaldage meteoroloogiline andur.

3. Installige ja toiteallikaks LoRaWAN-i sõlm.

4. Veenduge, et sõlm on lüüsi levialas.

5. Ühendage seade LoRaWAN-võrguga.

6. Veenduge, et andmete üleslaadimine toimub õigesti.

Lahenduse dokumentatsioonis kirjeldatud täielik projekti juurutamisprotsess hõlmab nõuete kinnitamist, lahenduse konfigureerimist, eelkonfigureerimist enne tarnimist, kohapealset installimist, võrguga liitumist, andmete kontrollimist ning hilisemat kasutamist ja hooldust.

Vajadusel saab pakkuda ka juurutamisjuhiseid ja tehnilist kaugabi.

See muudab süsteemi eriti atraktiivseks klientidele, kes soovivad vältida keerulisi kaugjuhtmeid ja ulatuslikke kohapealseid integreerimistöid.

6. Millist konfiguratsiooni on vaja pärast installimist?

LoRaWAN-võrguserverit kasutavate projektide puhul peab sõlm olema enne tavapärase andmeedastuse alustamist korralikult sisse lülitatud.

Kaasasolevas meteoroloogilises KKK-s kirjeldatakse järgmist lähtestamisprotsessi:

• Sisestage seadme OTAA mandaadid LoRaWANi võrguserverisse.

• Lülitage seade sisse.

• Käivitage võrguga liitumise protsess.

• Veenduge, et seade oleks edukalt LoRaWAN-võrguga liitunud.

• Veenduge, et andmepaketti saab edastada ja vastu võtta.

Kliendimaterjalis kirjeldatud praeguse sõlme konfiguratsiooni korral saab pöördlülitit kasutada võrguga ühendamiseks ja testedastuseks.

Seetõttu tuleks järgida täpset liitumisprotseduuri vastavalt kaasasolevale sõlme ja platvormi konfiguratsioonile.

Klientide jaoks on oluline, et juhtmevaba andur ei oleks lihtsalt sisse lülitatud ja seda ei jäetaks haldamata: võrgu sisselülitamine ja andmete kontrollimine on juurutamisprotsessi osa.

7. Kuidas saavad kliendid ilmaandmeid eemalt vaadata?

Andmetele kaugjuurdepääs on LoRaWAN terviklahenduse üks peamisi eeliseid.

BGT HYDROMET platvormi ja lüüsi kasutades pääsevad kasutajad meteoroloogilistele andmetele juurde arvuti armatuurlaua ja/või mobiilirakenduse kaudu.

Sõltuvalt projekti nõuetest võib platvorm toetada:

• Reaalajas andmete vaatamine

• Ajaloolised andmekõverad

• Seadme oleku jälgimine

• Exceli või CSV-andmete eksport

• Häireteade, kui see on konfigureeritud

• Integratsioon kliendi enda platvormiga

See võimaldab kasutajatel jälgida mitut põllu asukohta ilma iga andurit füüsiliselt külastamata.

Näiteks põllumajandusklient saab vaadata ilmateavet hajutatud põllumaa seirepunktidest, samas kui tööstus- või ehitusklient pääseb juurde objekti eri piirkondade seireandmetele.

8. Kas süsteem saab ühenduse luua kliendi enda platvormiga?

Jah, platvormi integreerimist saab arutada vastavalt projekti tegelikele nõuetele.

Mõnel kliendil on juba oma:

• IoT platvorm

• Andmehaldussüsteem

• LoRaWAN võrguserver

• Gateway infrastruktuur

Sellistes olukordades ei pea projekt tingimata kasutama täiesti uut andmeplatvormi.

Enne tellimuse kinnitamist tuleb siiski kinnitada mitmed tehnilised üksikasjad, sealhulgas:

• Suhtlemismeetod

• Andmevorming

• MQTT nõuded

• Platvormi integreerimise meetod

• Nõutavad API funktsioonid

Saadaolevad API funktsioonid tuleks kinnitada vastavalt projekti tegelikule ulatusele.

See on oluline müügikaalutlus süsteemiintegraatorite ja klientide jaoks, kes juba kasutavad oma seireinfrastruktuuri.

9. Kas andur võib töötada koos teiste LoRaWANi lüüsidega?

Ühilduvus on teine ​​levinud B2B ostuküsimus.

Kaasasolevas meteoroloogilises KKK-s öeldakse, et LoRaWAN-seadmed järgivad standardset LoRaWAN-protokolli ja neid saab integreerida tavaliste LoRaWAN-lüüside ja võrguserveritega.

Kui kliendil on juba LoRaWAN-võrk, on kõige olulisem samm enne tellimist kinnitada ühilduvus ja liitumisnõuded.

Juhtumiuuringus märgitakse ka konkreetselt, et klientidel võib juba olla oma:

• LoRaWANi lüüs

• Võrguserver

• Andmeplatvorm

Seadme sisselülitamist ja andmete integreerimist tuleks seetõttu arutada projekti kinnitamise ajal, mitte eeldada pärast installimist.

10. Miks kasutada igas seirepunktis 4G/5G või Wi-Fi asemel LoRaWANi?

Kliendid ei võrdle LoRaWANi ainult juhtmega jälgimisega. Samuti võivad nad küsida, miks ei peaks iga anduripunkt lihtsalt WiFi- või mobiilsidevõrku kasutama.

Meteoroloogiliste lahenduste materjalid seavad madala energiatarbimise ja pikamaa suhtluse olulisteks põhjusteks LoRaWAN-i kasutamiseks hajutatud välisseires.

See on eriti oluline, kui:

• Seirepunktid on laialt levinud.

• Võrgutoide pole saadaval.

• Vajalik on aku või päikeseenergia töötamine.

• Vaja on pikamaa traadita sidet.

• Mobiilsideseadmete paigaldamine igasse seirepunkti on ebasoovitav.

LoRaWAN võib võimaldada mitmel andurisõlmel suhelda lüüsi poole, selle asemel et nõuda, et iga väljapunkt töötaks sõltumatu mobiilsideühendusena.

Lõplik sidearhitektuur tuleks siiski valida vastavalt kliendi tegelikele asukohatingimustele, võrgu saadavusele, toiteallikale ja projekti nõuetele.

11. Milliseid ilmaparameetreid saab jälgida?

Praeguses BGT HYDROMETi lahenduses kasutatav tüüpiline andur on lamellkarbi temperatuuri-, niiskus- ja rõhuandur.

See mõõdab:

• Temperatuur

• Niiskus

• Atmosfäärirõhk

Andur suhtleb RS485 kaudu ja seda soovitatakse kasutada koos LoRaWAN sõlmega juhtmeta andmeedastuseks.

Vastavalt projekti vajadustele saab valida ka muid meteoroloogilisi parameetreid.

Seetõttu ei tohiks projekti seadistamise esimene küsimus olla lihtsalt 'Mitu ilmajaama teil on vaja?'

See peaks olema:

Milliseid parameetreid peate tegelikult jälgima?

12. Milliseid küsimusi tuleks enne süsteemi valimist küsida?

LoRaWANi ilmaseiresüsteemi seadistamise põhiosa moodustab kliendi tegeliku rakenduse mõistmine.

Enne lahenduse soovitamist tuleks kinnitada järgmised küsimused.

Jälgimiskoht

Kuhu süsteem kasutusele võetakse?

Näiteks:

• Põllumaa

• Viljapuuaed

• Ehitusplats

• Linnapiirkond

• Tee

• Tööstuspark

• Kauge põllu asukoht

Seire parameetrid

Milliseid parameetreid on vaja mõõta?

Standardlahendusega saab jälgida temperatuuri, niiskust ja atmosfäärirõhku, samas kui muid parameetreid saab valida vastavalt projektile.

Seirepunktide arv

Mitu jälgimiskohta on vaja?

See mõjutab andurite ja LoRaWAN-sõlmede arvu ning lüüsi leviala planeerimist.

Saidi toitetingimused

Kas võrgutoide on saadaval?

Kui ei, siis kas projekt peaks kasutama:

• Aku võimsus

• Päikeseenergia

• Päikesepaneeli + aku konfiguratsioon

Suhtluskeskkond

Kui suur on ligikaudne kaugus seirepunktide ja lüüsi vahel?

Kas on suuri hooneid, puid, maastiku erinevusi või muid takistusi?

Andmete esitamise intervall

Kui sageli vajab klient uuendatud andmeid?

Näiteks:

• Iga 5 minuti järel

• Iga 15 minuti järel

• Veel üks projektipõhine intervall

Andmerakendus

Kuidas andmeid kasutatakse?

Näiteks:

• Kaugjälgimine

• Ajalooline analüüs

• Häireteade

• Operatiivne viide

• Integratsioon teise süsteemiga

Platvormi nõuded

Kas kliendil on vaja BGT HYDROMET platvormi või on tal juba oma platvorm?

LoRaWANi sagedus

Millises riigis või piirkonnas seadet kasutatakse?

Vajalik LoRaWANi sageduse konfiguratsioon tuleks enne saatmist kinnitada.

Kohalikud nõuded

Kas tuleb arvestada kohalike sertifitseerimis- või impordinõuetega?

Need küsimused vastavad täpselt projekti lõplikuks konfigureerimiseks vajalikule teabele.

13. LoRaWANi ilmaseire tüüpilised rakendused

Põllumajanduse meteoroloogiline seire

Põllumaade, kasvuhoonete ümbruse, viljapuuaedade ja niisutusalade puhul võivad temperatuuri, niiskuse ja õhurõhu andmed aidata kasutajatel mõista kohalikke mikrokliima tingimusi ja toetada põllumajanduslikku majandamist.

Ehitusplatside seire

Meteoroloogilised andmed võivad toetada ohutuse juhtimist, keskkonnaseiret ja ilmastikuga seotud tööde planeerimist ehitusobjektidel.

Targa linna jälgimine

Süsteemi saab paigaldada parkidesse, tänavatele, ülikoolilinnakutesse, elamupiirkondadesse ja avalikesse rajatistesse, et koguda põhilisi ilma- ja keskkonnaandmeid.

Teede ja transpordi ilmaseire

Ilmaandmed võivad toetada teeseisundi hindamist, varajase hoiatamise ja transpordi haldamist, eriti udu, vihma, temperatuurimuutuste või tugeva tuulega seotud piirkondades.

Tööstuspargi seire

Hajutatud ilmaseire võib toetada keskkonnaseiret, ohutusjuhtimist või seadmete käitamist tööstusparkides.

Väliseire kaugseire

LoRaWAN-lahendus pakub praktilist juhtmevaba jälgimismeetodit välitingimustes, kus puudub mugav toite- või sideinfrastruktuur.

Millal on juhtmega ilmaseire endiselt hea valik?

LoRaWAN ei ole automaatselt parim valik iga meteoroloogilise seireprojekti jaoks.

Juhtmega süsteem võib siiski olla praktiline, kui:

• Seirepunktid on koondunud väikesele alale.

• Kaabli paigaldamine on lihtne.

• Stabiilne vooluvõrk on juba olemas.

• Olemasolevat juhtmega infrastruktuuri saab uuesti kasutada.

• Traadita side ei anna olulist juurutamise eelist.

Seetõttu peaks valik põhinema tegelikel saiditingimustel, mitte eeldama, et traadita side on alati parem.

Kaug-, välis- või hajutatud projektide jaoks pakub LoRaWAN siiski mitmeid selgeid praktilisi eeliseid:

• Vähendatud kaugkaabeldus

• Paindlik välipaigaldus

• Madala võimsusega töö

• Aku ja päikeseenergia võimalused

• Pikamaa traadita edastus

• Kaugjuurdepääs andmetele

• Mitme seirepunkti juurutamine

• Paindlik platvormi integreerimine

Järeldus

Valik LoRaWANi ja juhtmega ilmaseire vahel sõltub projekti keskkonnast, toitetingimustest, sidenõuetest, seirepunktide arvust ja andmeplatvormi nõuetest.

Traditsiooniline juhtmega seire võib jääda praktiliseks, kui andurid on koondatud ja nii toidet kui ka kaablit on lihtne pakkuda.

Kaug-, välistingimustes või laialt hajutatud seirekohtade jaoks võib LoRaWAN-põhine meteoroloogiline seirelahendus vähendada kaugkaablite nõudeid ja pakkuda suuremat paindlikkust väikese võimsusega kasutuselevõtuks, andmetele kaugjuurdepääsuks ja tulevaseks laiendamiseks.

BGT HYDROMET lahendus ühendab endas:

Meteoroloogiline andur + LoRaWANi sõlm + LoRaWANi lüüs + pilveplatvorm / kliendiplatvorm

üheks praktiliseks seirepaketiks.

Selle asemel, et müüa ainult ilmaandurit, tegeleb lahendus kogu jälgimisprotsessiga – alates keskkonnatuvastusest ja RS485 andmete hankimisest kuni juhtmevaba edastuse, lüüsi side ja kaugandmete haldamiseni.

Traadita ilmaseire projekti hindavate klientide jaoks on kõige olulisem järgmine samm seireparameetrid, kohtade arv, paigalduskeskkond, toitetingimused, sidekaugus, aruandlusintervall, LoRaWAN-i sagedus ja platvorminõuded . enne lõpliku konfiguratsiooni valimist kinnitada