无线液位监测：偏远储罐的LoRa、NB-IoT与4G方案

偏远储罐上的液位仪表面临一项有线仪表没有的首要约束：能源。测量频率、传输距离和使用寿命等每项功能，都要与电池能量做取舍。因此，无线技术的选择并非无关紧要的技术细节，它决定整个功耗预算。选错后，传感器可能六个月就耗尽电池，而不是使用六年。

三类无线技术及其用途

LoRa / LoRaWAN。LoRa是一种无线调制技术，LoRaWAN则规定网络协议和架构。LoRaWAN部署使用网关和网络服务器，可自建，也可由服务商提供。它适合小报文和注重节能的上报，但容量与延迟受地区、空中占用时间、网络负载及设备类别限制。

NB-IoT。这种蜂窝IoT技术可通过网络支持的节电功能服务于低能耗设备。应确认运营商、频段、现场实际覆盖、SIM服务和延迟。它并非只能每隔几小时上报一次；实际可实现的上报频率及报警响应取决于模块、覆盖、休眠设置和应用。

LTE-M及其他LTE类别。LTE-M是低功耗蜂窝IoT方案，并非简单等同于高功率宽带无线。Cat-1、Cat-1 bis及其他LTE设备具有不同的数据和功耗特性。应比较实测唤醒能耗、吞吐量、延迟、固件更新需求及运营商支持，而不是将所有LTE调制解调器归为同一功耗等级。

电池寿命取决于测量能耗、无线唤醒和注册、发送重试、上报间隔、休眠电流及可用电池容量。延长间隔意味着上报次数减少，寿命通常更长；缩短间隔通常消耗更多能量。应取得实际传感器、覆盖及温度条件下的测量数据，不要只接受固定寿命的宣传值。

非接触雷达需要消耗一定功率完成一次测量，因此上报间隔是关键调节因素。许多远程设计采用唤醒测量周期：传感器休眠，定时唤醒，测量一次，发送，然后重新休眠。工程设计的关键是降低每次唤醒的能耗。

同一现场有许多储罐 → 评估私有或公共LoRaWAN部署，包括网关覆盖、回传网络、网络容量、维护及拥有成本。

偏远储罐分散布置 → 根据所需上报间隔和电池预算，比较实际地点支持的NB-IoT与LTE-M服务。

需要及时报警 → 明确从检测到通知的完整延迟及可用性，包括测量间隔、休眠、注册、重试、服务器和接收方。任何无线技术名称都不能保证立即送达。

另一个考虑维度是读数越界后如何处理。远程液位系统的价值取决于报警通路：要确定由设备主动推送警报，还是由云平台生成警报，以及由谁接收。因为无法发出报警的偏远储罐，仍然需要人员开车前往查看。

它取决于上报间隔，并不是固定数值。应取得厂家提供的电池寿命与间隔关系曲线，按应用需求设计间隔，而不是照搬宣传数值。

许多部署使用免许可频谱，但仍须遵守国家关于频率、功率、接入及设备批准的条件。应核查目的地规则和适用的LoRaWAN地区参数。自建网关不能免除这些义务；公共网络还可能需要订购服务。

没有专门的功能安全设计和验证，就不能将普通无线库存监测计作独立安全跳闸。无线技术并非一律被排除，但必须证明完整功能的延迟、可用性、故障响应、安全完整性和独立性。除非安全评估另有结论，否则不能将日常监测无线系统计入安全功能的风险降低能力。

无线模块只占小部分；成本主要在于多年运行中的电池更换上门作业、网关持有和数据套餐。应比较总拥有成本，而不是只比较传感器价格。