LoRaWAN vs. langallinen säävalvonta: kumpi on parempi etäsivustoille?

Säänseurantaprojekteissa on usein kerättävä lämpötilaa, kosteutta, ilmanpainetta ja muita säätietoja ulkotiloista tai hajautetuista paikoista.

Monissa projekteissa sopivan anturin valinta on vain osa haastetta. Asiakkaiden on myös pohdittava, miten data välitetään, miten kenttälaitteet saavat virtaa, onko pitkän matkan kaapelointi käytännöllistä, kuinka monta valvontapistettä tarvitaan ja miten käyttäjät pääsevät tietoihin etänä.

Perinteiset langalliset säänvalvontajärjestelmät vaativat yleensä pitkän matkan kaapeloinnin, tehorakentamisen, tiedonkeruulaitteet ja paikan päällä tapahtuvan integroinnin. Tämä voi lisätä asennuskustannuksia ja tehdä käyttöönotosta monimutkaisempaa, kun valvontapisteet ovat ulkona, etänä tai hajallaan.

LoRaWAN -pohjainen säänseurantajärjestelmä tarjoaa toisen lähestymistavan yhdistämällä meteorologiset anturit, LoRaWAN-solmut, yhdyskäytävät ja tietoalustan langattomaksi valvontaarkkitehtuuriksi.

Joten miten LoRaWAN-säänvalvonta vertautuu perinteiseen langalliseen valvontaan, ja milloin se sopii paremmin etäkohteisiin?

Mikä on perinteinen langallinen säänvalvontajärjestelmä?

Langallinen meteorologinen seurantajärjestelmä yhdistää tyypillisesti kenttäanturit tiedonkeruu- tai seurantalaitteisiin fyysisten kaapeleiden kautta.

Projektista riippuen tähän voi kuulua:

• Signaalikaapelit kenttäanturien ja mittauslaitteiden välillä

• Tehokaapelointi tai sähkön rakentaminen paikan päällä

• Tiedonkeruulaitteet

• Viestintälaitteet

• Järjestelmäintegraatio paikan päällä

• Lisäjohdotus, kun uusia valvontapisteitä lisätään

Tämä lähestymistapa voi olla käytännöllinen, kun valvontalaitteet on keskitetty yhteen paikkaan ja sekä virta- että kaapeliasennukset ovat helposti saatavilla.

Etäsääseurantaprojekteissa on kuitenkin usein erilaiset ehdot.

Asiakkaan on ehkä asennettava antureita viljelysmaille, teille, rakennustyömaille, teollisuuspuistoihin, kampuksille tai muihin ulkotiloihin. Sivustolla ei ehkä ole verkkovirtaa, kaukojohdotus voi olla kallista tai hankalaa, ja käyttäjien on ehkä päästävä useiden valvontapisteiden tietoihin etänä.

Näissä tilanteissa langattomasta meteorologisesta seurannasta tulee erityisen hyödyllistä.

Mitä LoRaWAN-säänvalvonta on?

A LoRaWAN-säänvalvontajärjestelmä käyttää langatonta LoRaWAN-tietoliikennettä säätietojen välittämiseen kenttävalvontapisteistä yhdyskäytävään ja tietoalustaan.

BGT HYDROMET -ratkaisu käyttää seuraavaa perusarkkitehtuuria:

Meteorologinen anturi + LoRaWAN-solmu + LoRaWAN-yhdyskäytävä + pilvialusta / asiakasalusta

Tyypillisessä kokoonpanossa yksi meteorologinen anturi toimii yhden LoRaWAN-solmun kanssa.

Meteorologinen anturi mittaa ympäristöparametreja, kuten:

• Lämpötila

• Kosteus

• Ilmakehän paine

LoRaWAN-solmu kerää anturitiedot RS485-tiedonsiirron kautta ja lähettää sen langattomasti LoRaWAN-yhdyskäytävään.

Tämän jälkeen yhdyskäytävä välittää tiedot pilvialustaan ​​tai asiakkaan omaan järjestelmään.

Tämä luo täydellisen tietopolun:

Meteorologinen anturi → RS485 → LoRaWAN-solmu → LoRaWAN-yhdyskäytävä → tietoalusta

Sen sijaan, että ostaisivat vain erillisen sääanturin, asiakkaat voivat konfiguroida täydellisen langattoman valvontapaketin projektinsa vaatimusten mukaisesti.

LoRaWAN vs. langallinen säävalvonta

Suurin ero näiden kahden lähestymistavan välillä on se, miten kenttätiedot siirretään ja miten valvontapisteitä käytetään.

Keskeistä ei ole se, että langattomien järjestelmien tulisi korvata langallinen valvonta jokaisessa projektissa.

Sen sijaan LoRaWANista tulee erityisen arvokas, kun johdotus, virrankäyttö, etäkäyttö tai tuleva laajennus ovat tärkeitä projekteja.

1. LoRaWAN vähentää pitkän matkan kaapelointia

Yksi LoRaWAN-sääseurantaratkaisun tärkeimmistä myyntivalteista on vähentynyt riippuvuus pitkän matkan signaalikaapeloinnista.

Perinteiset järjestelmät voivat vaatia fyysisiä kaapeleita valvontapisteistä hankintalaitteisiin.

LoRaWAN-järjestelmässä meteorologinen anturi on kytketty paikallisesti LoRaWAN-solmuun, kun taas pitkän matkan tiedonsiirto solmun ja yhdyskäytävän välillä on langatonta.

Tämä tarkoittaa, että asiakkaiden ei tarvitse vetää pitkiä signaalikaapeleita viljelysmaan, teiden, rakennustyömaiden, teollisuusalueiden tai muiden hajautettujen valvontapaikkojen yli.

Projekteissa, joissa louhinta, kaapelien reititys tai rakennustyöt ovat epämukavia, tämä voi yksinkertaistaa käyttöönottoa merkittävästi.

Se on erityisen tärkeä seuraaville:

• Viljelymaata

• Hedelmätarhat

• Rakennustyömaat

• Tien varret

• Teollisuuspuistot

• Kampukset

• Etäkenttävalvontapisteet

2. LoRaWAN tukee vähätehoista etävalvontaa

Toinen yleinen asiakkaiden huolenaihe on virtalähde.

Monilla ulkovalvontapaikoilla ei ole verkkovirtaa saatavilla.

BGT HYDROMET -ratkaisu voidaan konfiguroida:

• Akkukäyttöiset solmut

• Aurinkovoimalla toimivat solmut

• Ulkoinen virtalähde

• Aurinkopaneeli + akku + latausohjain

Akkukäyttöistä solmua voidaan harkita pienitehoisille antureille ja kohteille, joissa ei ole verkkovirtaa, kun taas aurinkoenergialla toimivat kokoonpanot sopivat pitkäaikaisiin ulkotiloihin.

Ei kuitenkaan ole olemassa yhtä kiinteää akun kestolukua, joka soveltuisi jokaiseen projektiin.

Akun käyttöikä riippuu tekijöistä, kuten:

• Tietojen raportointiväli

• Ympäristön lämpötila

• Anturin virrankulutus

• Käyttöolosuhteet

Raportointiväli on erityisen tärkeä.

Useimmissa sääseurantaprojekteissa suositellaan 15 minuutin raportointiväliä . nykyisessä ratkaisudokumentaatiossa

Lyhyempää aikaväliä, kuten viittä minuuttia, voidaan käyttää, kun tietoja tarvitaan useammin, mutta lyhyemmät raportointivälit lisäävät virrankulutusta ja lyhentävät akun käyttöikää.

Tästä syystä asiakkaiden tulee varmistaa sekä vaadittu tiedonsiirtotaajuus että käytettävissä olevat tehoolosuhteet ennen lopullisen järjestelmäkokoonpanon valitsemista.

3. Kuinka kauas LoRaWAN-sääanturit voivat lähettää?

Viestintäalue on yksi yleisimmistä langatonta säävalvontaa harkitsevien asiakkaiden kysymyksistä.

Nykyisen BGT HYDROMET -ratkaisun dokumentaation mukaan tyypillinen viiteviestintäetäisyys on noin:

• 5-10 km avoimilla alueilla

• 1-2 km kaupunkiympäristössä

Todellinen lähetysetäisyys riippuu maastosta, rakennuksista, antennin korkeudesta, yhdyskäytävän sijainnista ja ympäristön olosuhteista.

Tästä syystä viestintäetäisyyttä ei pitäisi käsitellä kiinteänä takuuarvona.

Suuremmille valvonta-alueille voidaan asentaa lisää yhdyskäytäviä verkon kattavuuden laajentamiseksi.

Nykyisessä ratkaisun dokumentaatiossa todetaan myös, että yksi yhdyskäytävä voi yleensä tukea satoja LoRaWAN-anturisolmuja, vaikka verkon todellinen kapasiteetti tulee varmistaa projektin konfiguraation mukaan.

Tämä tekee LoRaWANista sopivan projekteihin, joissa seurantapisteet on jaettu suhteellisen suurelle alueelle.

4. Mihin anturi ja yhdyskäytävä tulisi asentaa?

Oikealla asennuksella on suora vaikutus sekä meteorologiseen mittaukseen että LoRaWAN-viestintään.

Sääanturi tulee yleensä asentaa avoimeen ja esteettömään paikkaan , etäälle:

• Rakennukset

• puut

• Seinät

• Muita suuria esteitä

Mukana toimitetussa projektidokumentaatiossa yleissuosituksena on, että etäisyyden esteistä tulee olla vähintään kaksi kertaa esteen korkeus.

LoRaWAN-yhdyskäytävän suositeltu asennuskorkeus on noin 3–5 metriä.

Yhdyskäytävä tulee pitää loitolla voimakkaista sähkömagneettisista häiriölähteistä, kuten:

• Korkeajännitteiset sähkölinjat

• Suuret moottorit

Antennilla tulee myös olla mahdollisimman esteetön näkökenttä.

Ennen lopullista käyttöönottoa asiakas voi ensin sijoittaa anturisolmun noin 3–5 metrin päähän yhdyskäytävästä testatakseen viestintää.

Kun yhteys on varmistettu, valvontalaitteet voidaan siirtää lopulliselle asennuspaikalleen.

5. Onko LoRaWAN-säänvalvontajärjestelmä vaikea asentaa?

Tämä on toinen yleinen kysymys asiakkailta, etenkin niiltä, ​​joilla ei ole omaa meteorologian suunnittelutiimiä.

BGT HYDROMET -yhdyskäytävää ja alustaa käytettäessä perusasennusprosessi on suhteellisen yksinkertainen.

Tyypillinen asennustyö sisältää:

1. Kiinnitä asennusteline.

2. Asenna meteorologinen anturi.

3. Asenna LoRaWAN-solmu ja käynnistä se.

4. Varmista, että solmu on yhdyskäytävän peittoalueella.

5. Liitä laite LoRaWAN-verkkoon.

6. Varmista, että tiedot ladataan oikein.

Ratkaisun dokumentaatiossa kuvattu koko projektin käyttöönottoprosessi sisältää vaatimusten vahvistamisen, ratkaisun konfiguroinnin, esikonfiguroinnin ennen toimitusta, paikan päällä tapahtuvan asennuksen, verkkoon liittämisen, tietojen tarkistuksen sekä myöhemmän käytön ja ylläpidon.

Tarvittaessa voidaan myös tarjota käyttöönoton ohjausta ja teknistä etäapua.

Tämä tekee järjestelmästä erityisen houkuttelevan asiakkaille, jotka haluavat välttää monimutkaisen kaukojohdotuksen ja laajan paikan päällä tehtävän integrointityön.

6. Mitä määrityksiä tarvitaan asennuksen jälkeen?

Projekteissa, joissa käytetään LoRaWAN-verkkopalvelinta, solmu on liitettävä kunnolla ennen normaalin tiedonsiirron alkamista.

Mukana toimitettu meteorologinen FAQ kuvaa seuraava alustusprosessi:

• Syötä laitteen OTAA-tunnistetiedot LoRaWAN-verkkopalvelimeen.

• Kytke laitteeseen virta.

• Aloita verkkoon liittymisprosessi.

• Varmista, että laite liittyy onnistuneesti LoRaWAN-verkkoon.

• Varmista, että datapaketti voidaan lähettää ja vastaanottaa.

Asiakasmateriaalissa kuvatulle nykyiselle solmukonfiguraatiolle kiertokytkintä voidaan käyttää verkkoon liittymiseen ja testilähetykseen.

Siksi tarkkaa käyttöönottomenettelyä tulee noudattaa toimitetun solmun ja alustan kokoonpanon mukaisesti.

Asiakkaiden kannalta on tärkeää, että langattomaan anturiin ei yksinkertaisesti kytketä virtaa ja että sitä ei valvota: verkon käyttöönotto ja tietojen tarkistus ovat osa käyttöönottoprosessia.

7. Kuinka asiakkaat voivat tarkastella säätietoja etänä?

Tietojen etäkäyttö on yksi LoRaWAN-kokoratkaisun tärkeimmistä eduista.

Käytettäessä BGT HYDROMET -alustaa ja yhdyskäytävää käyttäjät voivat käyttää meteorologisia tietoja PC:n kojelaudan ja/tai mobiilisovelluksen kautta..

Projektin vaatimuksista riippuen alusta voi tukea:

• Reaaliaikainen tietojen katselu

• Historialliset datakäyrät

• Laitteen tilan valvonta

• Excel- tai CSV-tietojen vienti

• Hälytysilmoitus, jos määritetty

• Integrointi asiakkaan omaan alustaan

Tämän ansiosta käyttäjät voivat tarkkailla useita peltopaikkoja käymättä fyysisesti jokaisessa anturissa.

Esimerkiksi maatalousasiakas voi tarkastella säätietoja hajautetuilta viljelysmaan seurantapisteiltä, ​​kun taas teollisuus- tai rakennusasiakas pääsee käsiksi seurantatietoihin kohteen eri osilta.

8. Voiko järjestelmä muodostaa yhteyden asiakkaan omaan alustaan?

Kyllä, alustaintegraatiosta voidaan keskustella todellisten projektivaatimusten mukaan.

Joillakin asiakkailla on jo omat:

• IoT-alusta

• Tiedonhallintajärjestelmä

• LoRaWAN verkkopalvelin

• Gateway-infrastruktuuri

Näissä tilanteissa projektin ei välttämättä tarvitse käyttää täysin uutta tietoalustaa.

Ennen tilauksen vahvistamista on kuitenkin vahvistettava useita teknisiä yksityiskohtia, kuten:

• Viestintämenetelmä

• Tietojen muoto

• MQTT:n vaatimukset

• Alustan integrointimenetelmä

• Vaaditut API-toiminnot

Käytettävissä olevat API-toiminnot tulee vahvistaa projektin todellisen laajuuden mukaan.

Tämä on tärkeä myyntinäkökohta järjestelmäintegraattoreille ja asiakkaille, jotka jo käyttävät omaa valvontainfrastruktuuriaan.

9. Voiko anturi toimia muiden LoRaWAN-yhdyskäytävien kanssa?

Yhteensopivuus on toinen yleinen B2B-ostokysymys.

Mukana toimitetussa meteorologisessa FAQ:ssa todetaan, että LoRaWAN-laitteet noudattavat standardia LoRaWAN-protokollaa ja ne voidaan integroida yleisimpiin LoRaWAN-yhdyskäytäviin ja verkkopalvelimiin.

Jos asiakkaalla on jo LoRaWAN-verkko, tärkein vaihe on varmistaa yhteensopivuus ja käyttöönottovaatimukset ennen tilaamista.

Tapaustutkimuksessa huomautetaan myös erityisesti, että asiakkailla voi jo olla omat:

• LoRaWAN-yhdyskäytävä

• Verkkopalvelin

• Tietoalusta

Laitteen käyttöönotosta ja tietojen integroinnista tulisi siksi keskustella projektin vahvistuksen yhteydessä eikä olettaa asennuksen jälkeen.

10. Miksi käyttää LoRaWANia 4G/5G:n tai Wi-Fi:n sijaan jokaisessa valvontapisteessä?

Asiakkaat eivät vain vertaa LoRaWANia langalliseen valvontaan. He voivat myös kysyä, miksi jokaisen anturipisteen ei pitäisi käyttää vain Wi-Fi-yhteyttä tai matkapuhelinverkkoa.

Meteorologisten ratkaisujen materiaalit asettavat alhaisen virrankulutuksen ja pitkän kantaman tiedonsiirron tärkeiksi syiksi LoRaWANin käyttöön hajautetussa ulkovalvonnassa.

Tämä on erityisen tärkeää, kun:

• Valvontapisteitä on jaettu laajasti.

• Verkkovirtaa ei ole saatavilla.

• Akku- tai aurinkokäyttö vaaditaan.

• Pitkän matkan langaton viestintä tarvitaan.

• Matkapuhelinlaitteiden asentaminen jokaiseen valvontapisteeseen ei ole toivottavaa.

LoRaWAN voi sallia useiden anturisolmujen kommunikoinnin yhdyskäytävään sen sijaan, että jokainen kenttäpiste toimisi itsenäisenä solukkoyhteydenä.

Lopullinen viestintäarkkitehtuuri tulee kuitenkin valita asiakkaan todellisten työmaaolosuhteiden, verkon saatavuuden, tehonsyötön ja projektin vaatimusten mukaan.

11. Mitä sääparametreja voidaan tarkkailla?

Tyypillinen nykyisessä BGT HYDROMET -ratkaisussa käytetty anturi on louver Box -lämpötila-, kosteus- ja paineanturi.

Se mittaa:

• Lämpötila

• Kosteus

• Ilmakehän paine

Anturi kommunikoi RS485:n kautta ja sitä suositellaan käytettäväksi yhdessä LoRaWAN-solmun kanssa langattomaan tiedonsiirtoon.

Myös muita sääparametreja voidaan valita projektin tarpeiden mukaan.

Tästä syystä ensimmäinen kysymys projektin konfiguroinnin aikana ei saa olla vain 'Kuinka monta sääasemaa tarvitset?'

Sen pitäisi olla:

Mitä parametreja sinun todella tarvitsee valvoa?

12. Mitä kysymyksiä tulisi kysyä ennen järjestelmän valintaa?

Suuri osa LoRaWAN-säänvalvontajärjestelmän konfiguroinnista on asiakkaan todellisen sovelluksen ymmärtäminen.

Ennen kuin ehdotat ratkaisua, seuraavat kysymykset tulee vahvistaa.

Valvontapaikka

Missä järjestelmä otetaan käyttöön?

Esimerkiksi:

• Viljelymaata

• Hedelmätarha

• Rakennustyömaa

• Kaupunkialue

• Tie

• Teollisuuspuisto

• Etäinen kentän sijainti

Valvontaparametrit

Mitä parametreja pitää mitata?

Vakioratkaisulla voidaan valvoa lämpötilaa, kosteutta ja ilmanpainetta, kun taas muut parametrit voidaan valita projektin mukaan.

Valvontapisteiden määrä

Kuinka monta valvontapaikkaa tarvitaan?

Tämä vaikuttaa antureiden ja LoRaWAN-solmujen määrään sekä yhdyskäytävän kattavuuden suunnitteluun.

Sivuston tehoehdot

Onko verkkovirtaa saatavilla?

Jos ei, pitäisikö projektin käyttää:

• Akun teho

• Aurinkovoima

• Aurinkopaneeli + akkukokoonpano

Viestintäympäristö

Mikä on likimääräinen etäisyys valvontapisteiden ja yhdyskäytävän välillä?

Onko siellä suuria rakennuksia, puita, maastoeroja tai muita esteitä?

Tietojen raportointiväli

Kuinka usein asiakas tarvitsee päivitettyjä tietoja?

Esimerkiksi:

• 5 minuutin välein

• 15 minuutin välein

• Toinen projektikohtainen aikaväli

Tietosovellus

Miten tietoja käytetään?

Esimerkiksi:

• Etävalvonta

• Historiallinen analyysi

• Hälytysilmoitus

• Toimintaohje

• Integrointi toiseen järjestelmään

Alustan vaatimukset

Tarvitseeko asiakas BGT HYDROMET -alustan vai onko heillä jo oma alusta?

LoRaWAN-taajuus

Missä maassa tai alueella laitteita käytetään?

Vaadittu LoRaWAN-taajuusmääritys tulee vahvistaa ennen toimitusta.

Paikalliset vaatimukset

Onko olemassa paikallisia sertifiointi- tai tuontivaatimuksia, jotka on otettava huomioon?

Nämä kysymykset vastaavat tarkasti projektin lopulliseen konfigurointiin vaadittavia tietoja.

13. Tyypilliset sovellukset LoRaWAN-säänvalvontaan

Maatalouden meteorologinen seuranta

Viljelymaalla, kasvihuoneympäristössä, hedelmätarhoissa ja kastelualueilla lämpötila-, kosteus- ja ilmanpainetiedot voivat auttaa käyttäjiä ymmärtämään paikallisia mikroilmasto-olosuhteita ja tukemaan maatalouden hallintaa.

Rakennustyömaan valvonta

Meteorologiset tiedot voivat tukea turvallisuusjohtamista, ympäristön seurantaa ja säähän liittyvien töiden suunnittelua rakennustyömailla.

Smart City -valvonta

Järjestelmä voidaan asentaa puistoihin, kaduille, kampuksille, asuinyhteisöihin ja julkisiin tiloihin keräämään sää- ja ympäristötietoja.

Tie- ja liikennesään seuranta

Säätiedot voivat tukea tien kunnon arviointia, varhaisvaroitusta ja liikenteen hallintaa erityisesti alueilla, joihin vaikuttaa sumu, sade, lämpötilan muutokset tai voimakas tuuli.

Teollisuuspuiston valvonta

Hajautettu säävalvonta voi tukea ympäristön seurantaa, turvallisuusjohtamista tai laitetoiminnan referenssiä teollisuuspuistoissa.

Etäkenttävalvonta

LoRaWAN-ratkaisu tarjoaa käytännöllisen langattoman valvontamenetelmän ulkotiloihin, joissa ei ole kätevää virta- tai viestintäinfrastruktuuria.

Milloin langallinen säänvalvonta on edelleen hyvä valinta?

LoRaWAN ei ole automaattisesti paras vaihtoehto jokaiseen meteorologiseen seurantaprojektiin.

Langallinen järjestelmä voi silti olla käytännöllinen, kun:

• Tarkkailupisteet ovat keskittyneet pienelle alueelle.

• Kaapelin asennus on helppoa.

• Vakaa verkkovirta on jo saatavilla.

• Olemassa olevaa kiinteää infrastruktuuria voidaan käyttää uudelleen.

• Langaton viestintä ei tarjoa merkityksellistä käyttöönottoetua.

Siksi valinnan tulisi perustua todellisiin olosuhteisiin sen sijaan, että oletetaan, että langaton yhteys on aina parempi.

Etä-, ulko- tai hajautettuihin projekteihin LoRaWAN tarjoaa kuitenkin useita selkeitä käytännön etuja:

• Vähentynyt pitkän matkan kaapelointi

• Joustava kenttäasennus

• Pienitehoinen toiminta

• Akku- ja aurinkovoimavaihtoehdot

• Pitkän kantaman langaton lähetys

• Tietojen etäkäyttö

• Useiden valvontapisteiden käyttöönotto

• Joustava alustan integrointi

Johtopäätös

Valinta LoRaWANin ja langallisen säävalvonnan välillä riippuu projektiympäristöstä, virtaolosuhteista, viestintävaatimuksista, valvontapisteiden määrästä ja tietoalustan vaatimuksista.

Perinteinen langallinen valvonta voi pysyä käytännöllisenä, kun anturit on keskitetty ja sekä virta että kaapelointi on helppo toimittaa.

kauko-, ulko- tai laajalle hajautetuille seurantakohteille ja tarjota enemmän joustavuutta pienitehoiseen käyttöön, tiedon etäkäyttöön ja tulevaan laajentamiseen. LoRaWAN-pohjainen sääseurantaratkaisu voi vähentää kaukokaapelien vaatimuksia

BGT HYDROMET -ratkaisussa yhdistyvät:

Meteorologinen anturi + LoRaWAN-solmu + LoRaWAN-yhdyskäytävä + pilvialusta / asiakasalusta

yhdeksi käytännölliseksi seurantapaketiksi.

Pelkän sääsensorin myymisen sijaan ratkaisu käsittelee koko valvontaprosessia ympäristön tunnistamisesta ja RS485-tiedonkeruusta langattomaan siirtoon, yhdyskäytäväviestintään ja tiedon etähallintaan.

Asiakkaille, jotka arvioivat langatonta sääseurantaprojektia, tärkein seuraava vaihe on varmistaa valvontaparametrit , kohteiden lukumäärä, asennusympäristö, tehoolosuhteet, tietoliikenneetäisyys, raportointiväli, LoRaWAN-taajuus ja alustavaatimukset ennen lopullisen konfiguraation valintaa.