การติดตามระดับแบบไร้สาย: LoRa, NB-IoT และ 4G สำหรับถังระยะไกล

การติดตามระดับแบบไร้สาย: LoRa, NB-IoT และ 4G สำหรับถังระยะไกล

เครื่องวัดระดับบนถังในพื้นที่ห่างไกลมีข้อจำกัดสำคัญที่เครื่องมือแบบมีสายไม่ต้องเผชิญ นั่นคือพลังงาน ทุกคุณสมบัติ ไม่ว่าจะวัดบ่อยแค่ไหน ส่งได้ไกลเพียงใด หรือใช้งานได้นานเท่าใด ล้วนแลกกับพลังงานแบตเตอรี่ การเลือกเทคโนโลยีวิทยุจึงไม่ใช่รายละเอียดปลีกย่อย แต่เป็นการกำหนดงบพลังงานทั้งระบบ หากเลือกผิด เซนเซอร์อาจหมดไฟในหกเดือนแทนที่จะเป็นหกปี

วิทยุสามแบบและการใช้งาน

LoRa / LoRaWAN เทคโนโลยี LoRa เป็นการมอดูเลตวิทยุ ส่วน LoRaWAN กำหนดโพรโทคอลและสถาปัตยกรรมเครือข่าย การติดตั้ง LoRaWAN ใช้เกตเวย์และเซิร์ฟเวอร์เครือข่าย ซึ่งอาจเป็นของเอกชนเองหรือใช้บริการที่จัดให้ เหมาะกับข้อความขนาดเล็กและการรายงานที่คำนึงถึงพลังงาน โดยความจุและความหน่วงถูกจำกัดด้วยภูมิภาค เวลาใช้ช่องสัญญาณ ภาระเครือข่าย และคลาสอุปกรณ์

NB-IoT เทคโนโลยี IoT เซลลูลาร์นี้รองรับอุปกรณ์พลังงานต่ำผ่านฟังก์ชันประหยัดพลังงานที่เครือข่ายรองรับ ตรวจผู้ให้บริการ ย่านความถี่ พื้นที่ครอบคลุมจริง บริการ SIM และความหน่วง ไม่ได้จำกัดให้ส่งค่าเพียงทุกหลายชั่วโมง ความถี่รายงานและการตอบสนองสัญญาณเตือนที่ทำได้ขึ้นกับโมดูล พื้นที่ครอบคลุม การตั้งค่าสลีป และงานที่ใช้

LTE-M และ LTE หมวดอื่น LTE-M เป็นทางเลือก IoT เซลลูลาร์พลังงานต่ำ ไม่ใช่เพียงวิทยุบรอดแบนด์ที่กินกำลังสูง อุปกรณ์ Cat-1, Cat-1 bis และ LTE อื่นมีลักษณะข้อมูลและพลังงานต่างกัน ให้เปรียบเทียบพลังงานตอนตื่นที่วัดจริง อัตราส่งข้อมูล ความหน่วง ความต้องการอัปเดตเฟิร์มแวร์ และการรองรับของผู้ให้บริการ แทนการจัดโมเด็ม LTE ทุกตัวไว้ในพิกัดกำลังเดียวกัน

งบพลังงานคือสเปกที่สำคัญจริง

อายุแบตเตอรี่ขึ้นกับพลังงานในการวัด การปลุกวิทยุและลงทะเบียนเครือข่าย การส่งซ้ำ ช่วงเวลารายงาน กระแสสลีป และความจุแบตเตอรี่ที่ใช้ได้ การเพิ่มช่วงเวลาทำให้รายงานน้อยลงและมักใช้งานได้นานขึ้น ส่วนการลดช่วงเวลามักใช้พลังงานมากขึ้น ขอผลวัดจากเซนเซอร์ พื้นที่ครอบคลุม และอุณหภูมิจริง แทนการยอมรับอายุใช้งานคงที่ตามคำกล่าวอ้าง

สำหรับเรดาร์ไม่สัมผัสที่ต้องใช้พลังงานไม่น้อยในการวัดแต่ละครั้ง ช่วงเวลารายงานเป็นตัวแปรสำคัญ หลายแบบสำหรับพื้นที่ห่างไกลใช้วงจรตื่นแล้ววัด: เซนเซอร์สลีป ตื่นตามเวลา วัดหนึ่งครั้ง ส่งข้อมูล แล้วกลับไปสลีป งานออกแบบอยู่ที่การลดพลังงานของการตื่นแต่ละครั้ง

เลือกให้เหมาะกับสถานที่

หลายถังในพื้นที่เดียว → ประเมิน LoRaWAN แบบส่วนตัวหรือสาธารณะ รวมพื้นที่ครอบคลุมเกตเวย์ เครือข่ายส่งต่อส่วนกลาง ความจุเครือข่าย การบำรุงรักษา และต้นทุนการเป็นเจ้าของ

ถังระยะไกลกระจายหลายแห่ง → เปรียบเทียบบริการ NB-IoT และ LTE-M ที่รองรับในสถานที่จริง โดยใช้ช่วงเวลารายงานที่ต้องการและงบพลังงานแบตเตอรี่

ต้องการสัญญาณเตือนรวดเร็ว → กำหนดเวลาหน่วงและความพร้อมใช้งานตลอดเส้นทางจากการตรวจพบถึงการแจ้ง รวมช่วงเวลาวัด สลีป การลงทะเบียน การส่งซ้ำ เซิร์ฟเวอร์ และผู้รับ ชื่อเทคโนโลยีวิทยุใดก็ไม่รับประกันว่าส่งถึงทันที

อีกประเด็นคือจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อค่าที่อ่านอยู่นอกช่วง ประโยชน์ของระบบระดับระยะไกลขึ้นกับเส้นทางแจ้งเตือน ต้องกำหนดว่าอุปกรณ์ส่งเตือนเองหรือไม่ แพลตฟอร์มคลาวด์เป็นผู้สร้างเตือนหรือไม่ และใครรับ เพราะถ้าไม่มีการแจ้งเตือนจากถังระยะไกล ก็ยังต้องเดินทางไปตรวจเอง

คำถามจากวิศวกร

คำถาม 1. แบตเตอรี่จะใช้ได้นานเท่าใดจริง

ขึ้นกับช่วงเวลารายงาน ไม่ใช่ค่าคงที่ ขอกราฟอายุแบตเตอรี่เทียบกับช่วงเวลาจากผู้ผลิต แล้วออกแบบช่วงเวลาให้เหมาะกับงาน ไม่ใช่อิงตัวเลขการตลาด

คำถาม 2. LoRa ต้องมีใบอนุญาตหรือไม่

หลายระบบใช้คลื่นที่ยกเว้นใบอนุญาต แต่ต้องอยู่ภายใต้เงื่อนไขประเทศเรื่องความถี่ กำลัง การเข้าถึง และการรับรองอุปกรณ์ ตรวจข้อกำหนดประเทศปลายทางและพารามิเตอร์ภูมิภาค LoRaWAN ที่เหมาะสม เกตเวย์ส่วนตัวไม่ได้ยกเว้นหน้าที่เหล่านี้ ส่วนเครือข่ายสาธารณะอาจมีค่าสมัครบริการเพิ่ม

คำถาม 3. ใช้ไร้สายกับฟังก์ชันความปลอดภัยได้หรือไม่

ห้ามนับการติดตามปริมาณคงคลังไร้สายทั่วไปเป็นการตัดการทำงานนิรภัยที่เป็นอิสระ โดยไม่มีการออกแบบและยืนยันความปลอดภัยเชิงหน้าที่โดยเฉพาะ เทคโนโลยีไร้สายไม่ได้ถูกห้ามทุกกรณี แต่ฟังก์ชันครบชุดต้องพิสูจน์ความหน่วง ความพร้อมใช้งาน การตอบสนองเมื่อขัดข้อง ความสมบูรณ์ด้านความปลอดภัย และความเป็นอิสระ แยกวิทยุติดตามปกติออกจากฟังก์ชันที่นำไปนับเป็นมาตรการความปลอดภัย เว้นแต่การประเมินความปลอดภัยจะยืนยันเป็นอย่างอื่น

คำถาม 4. ต้นทุนที่ต่างกันจริงอยู่ตรงไหน

โมดูลวิทยุเป็นเพียงส่วนเล็ก ต้นทุนอยู่ที่การเดินทางไปเปลี่ยนแบตเตอรี่ การเป็นเจ้าของเกตเวย์ และแพ็กเกจข้อมูลตลอดหลายปี เปรียบเทียบต้นทุนรวมตลอดการเป็นเจ้าของ ไม่ใช่ราคาเซนเซอร์อย่างเดียว

คู่มือเทคนิคที่เกี่ยวข้อง

• สัญญาณเอาต์พุตทรานสมิตเตอร์ระดับเรดาร์: เลือกแบบที่เหมาะสม
• วิธีกำหนดสเปกทรานสมิตเตอร์ระดับเรดาร์: 14 รายการที่กำหนดใบเสนอราคา

ปรึกษา METRAVON เกี่ยวกับงานวัดของคุณ

เอกสารอ้างอิงทางเทคนิค

• พารามิเตอร์ภูมิภาค LoRaWAN
• GSMA: คู่มือการนำ IoT ผ่านเครือข่ายมือถือไปใช้งาน