Посібник із вибору бездротового датчика рівня: NB{0}}IoT проти LoRa проти WiFi проти 4G для віддаленого моніторингу резервуару

вступ

Зі швидким розвитком промислового Інтернету речей (IIoT) традиційні дротові системи моніторингу рівня поступово замінюються бездротовими датчиками рівня. Для віддалених резервуарів, резервуарів для води, паливних резервуарів, резервуарів для зберігання хімікатів і сільськогосподарських водопровідних систем бездротова технологія дає-моніторинг рівня в режимі реального часу без складного монтажу електропроводки.

Що таке бездротовий датчик рівня?

A бездротовий датчик рівняце промисловий вимірювальний пристрій, який поєднує технологію вимірювання рівня з можливостями бездротового зв’язку для передачі даних про рівень у резервуарі віддалено без фізичних кабелів.

Типова бездротова система моніторингу рівня складається з:

• Датчик рівня (тиску, радар, ультразвуковий тощо)
• Модуль бездротового зв’язку (NB-IoT, LoRa, 4G, WiFi)
• Хмарна платформа
• Мобільна програма або програмне забезпечення для моніторингу

Вибір правильного методу бездротового зв’язку має вирішальне значення, оскільки різні технології мають різні переваги щодо покриття, енергоспоживання, вартості встановлення та середовища застосування.

Чотири найпоширеніші варіанти бездротового зв’язку для віддаленого моніторингу резервуару: NB-IoT, LoRa/LoRaWAN, WiFi і 4G.

1. NB-Бездротовий датчик рівня IoT

Найкраще для: дистанційного моніторингу з низьким енергоспоживанням і широким покриттям стільникового зв’язку

NB-IoT (вузькосмуговий Інтернет речей) – це стільникова технологія IoT, розроблена для додатків із низьким-споживанням потужності-. Він використовує існуючі стільникові мережі, що дозволяє бездротовим датчикам рівня спілкуватися безпосередньо з хмарою, не вимагаючи додаткового шлюзу.

Переваги NB-IoT:

Низьке енергоспоживання
NB-Датчики IoT ідеально підходять для додатків,-які живляться від акумулятора. Датчик може працювати роками з оптимізованими інтервалами вимірювання та передачі.

Широке покриття
Оскільки він використовує стільникову інфраструктуру, -IoT може забезпечити надійний зв’язок у багатьох віддалених районах, де традиційні мережеві рішення важко розгорнути.

Шлюз не потрібен
Кожен датчик підключається безпосередньо до стільникової мережі, що зменшує складність установки та витрати на обслуговування.

Типові застосування:

• Контроль рівня води в баку
• Розумне управління водою
• Віддалені водойми
• Підземні резервуари
• Системи моніторингу комунальних послуг

Обмеження:

Потрібна NB{0}}наявність мережі IoT

Не підходить для програм, які потребують-частої передачі даних у реальному часі

2. Бездротовий датчик рівня LoRa / LoRaWAN

Найкраще для: великих об’єктів із кількома датчиками та приватними бездротовими мережами

LoRa (Long Range) – це технологія бездротового зв’язку з низьким-потужним зв’язком, призначена для-передачі даних на великі відстані. Мережі LoRaWAN зазвичай використовуються на промислових підприємствах, фермах і в додатках «розумного міста», де кілька датчиків повинні обмінюватися даними через локальний шлюз.

Переваги LoRa:

Велика відстань передачі
LoRa забезпечує чудову дальність зв’язку, особливо у відкритих середовищах, таких як ферми, водойми та промислові об’єкти.

Над-низьке енергоспоживання
Його низькі потреби в енергії роблять його придатним для-бездротових датчиків рівня з живленням від батареї.

Підключення кількох датчиків
Один шлюз LoRaWAN може підтримувати багато бездротових датчиків, що робить його-економічним для великих мереж моніторингу.

Типові застосування:

• Моніторинг кількох накопичувальних резервуарів
• Сільськогосподарські зрошувальні системи
• Моніторинг стічних вод
• Заводські-мережі IoT

Обмеження:

Потрібен шлюз LoRa

Розгортання мережі може потребувати додаткового планування

3. Бездротовий датчик рівня WiFi

Найкраще для: застосування в приміщенні з існуючими бездротовими мережами

WiFi є однією з найпоширеніших технологій бездротового зв'язку. Він забезпечує-високу швидкість передачі даних і широко доступний у будівлях, на фабриках і в житлових приміщеннях.

Переваги WiFi:

Висока швидкість передачі даних
WiFi підтримує швидкий зв'язок і підходить для програм, які вимагають частого оновлення даних.

Легка інтеграція
Більшість закладів уже мають мережі Wi-Fi, що зменшує вимоги до додаткової інфраструктури.

Низька вартість зв'язку
При використанні існуючих мереж підписка на стільниковий зв’язок не потрібна.

Типові застосування:

• Внутрішні резервуари для води
• Будівництво водопровідних систем
• Моніторинг ОВК
• Програми «Розумний дім».

Обмеження:

Вище енергоспоживання порівняно з NB-IoT і LoRa

Обмежена відстань спілкування

Ослаблення сигналу через стіни та металеві конструкції

4. 4G Бездротовий датчик рівня

Найкраще для:-моніторингу в реальному часі, який потребує швидкого зв’язку

4G забезпечує високо{1}}швидкісний стільниковий зв’язок і підходить для додатків, які вимагають частої передачі даних, віддаленого налаштування та-будильників у реальному часі.

Переваги 4G:

Передача-даних у реальному часі
4G забезпечує швидкий зв’язок між датчиками, хмарними платформами та системами моніторингу.

Широка доступність

Мережі 4G широко розгорнуті в усьому світі, що робить їх придатними для багатьох промислових застосувань.

Локальний шлюз не потрібен

Подібно до NB-IoT, датчики 4G можуть підключатися безпосередньо до Інтернету через стільникові мережі.

Типові застосування:

• Моніторинг паливного бака
• Моніторинг зберігання хімікатів
• Дистанційне промислове обладнання
• Системи аварійного водопостачання

Обмеження:

Більше енергоспоживання

Потрібна SIM-карта та тарифний план стільникового зв’язку

NB-Порівняння IoT проти LoRa проти WiFi проти 4G

Як вибрати правильний бездротовий датчик рівня?

Найкращий метод бездротового зв’язку залежить від кількох факторів:

1. Місце встановлення

Для віддалених районів без дротової інфраструктури перевага зазвичай надається-IoT або 4G.

2. Кількість точок моніторингу

Для десятків або сотень резервуарів на одній ділянці LoRaWAN може зменшити витрати на розгортання.

3. Наявність живлення

Для датчиків із-живленням від батареї NB-IoT і LoRa є кращими виборами завдяки меншому споживанню енергії.

4. Вимоги до частоти даних

Для частих оновлень і-будильників у реальному часі 4G або Wi-Fi забезпечують швидший зв’язок.

Висновок

Немає єдиної бездротової технології, придатної для кожного застосування віддаленого моніторингу резервуарів.

• Примітка-Інтернет речей ідеально підходить для-споживання довготривалого-віддаленого моніторингу.
• LoRa/LoRaWAN є найкращим вибором для-великомасштабних сенсорних мереж.
• Wi-Fi добре працює для використання в приміщеннях із наявними мережами.
• 4G LTE забезпечує швидкий і надійний зв’язок для моніторингу-в реальному часі.

Завдяки поєднанню високо-технології вимірювання рівня точності з правильним методом бездротового зв’язку бездротові датчики рівня забезпечують гнучке, економічно-ефективне та надійне рішення для сучасного моніторингу промислових резервуарів.

Топ-5 поширених запитань про бездротові датчики рівня

1. Яка технологія бездротового зв’язку є найкращою для датчика рівня?

Немає універсального найкращого варіанту, оскільки ідеальний спосіб зв’язку залежить від програми. При виборі слід враховувати розташування, доступність живлення, частоту передачі даних і умови мережі.

2. Як далеко бездротовий датчик рівня може передавати дані?

Відстань передачі залежить від технології зв’язку та середовища встановлення.

Типові характеристики:

NB-Інтернет речей: широке покриття стільникового зв’язку через існуючі мережі

LoRaWAN: кілька кілометрів на відкритих територіях залежно від антени та середовища

WiFi: зазвичай підходить для-зв’язку в приміщенні на короткій відстані

4G: використовує стільникові мережі та може охоплювати великі географічні території

Для віддалених резервуарів часто віддають перевагу стільниковим технологіям, таким як NB-IoT і 4G, оскільки вони не потребують локальних шлюзів.

3. Як довго працює батарея бездротового датчика рівня?

Термін служби батареї залежить від кількох факторів:

Частота вимірювання

Інтервал передачі даних

Бездротовий спосіб зв'язку

Температура навколишнього середовища

Енергоспоживання датчика

Для додатків із низьким-споживанням, які використовують зв’язок NB-IoT або LoRa, правильно налаштовані бездротові датчики рівня зазвичай можуть працювати кілька років без заміни батареї.

4. Чи можна використовувати бездротові датчики рівня на вулиці?

так Промислові бездротові датчики рівня призначені для зовнішнього середовища, якщо оснащені відповідним захистом.

5. Що мені вибрати ультразвуковий датчик рівня чи радар?

Вибір залежить від середовища та умов роботи. Вибір правильної технології вимірювання так само важливий, як і вибір методу бездротового зв’язку. Дивіться попередню статтютут.

Про автора

Старший інженер із застосування в MACSENSOR

Ван Лей є старшим інженером із застосування датчиків у MACSENSOR, який спеціалізується на вимірюванні промислового тиску, моніторингу рівня та бездротових рішеннях для датчиків Інтернету речей. Маючи 12-річний досвід роботи з приладами для технологічних процесів, він допоміг клієнтам розробити понад 300 індивідуальних вимірювальних рішень у таких галузях, як очищення води, нафтохімія, управління паливом, сільське господарство та промислова автоматизація.

Його досвід охоплює вибір бездротового датчика рівня, системи дистанційного моніторингу резервуарів, технології вимірювання тиску та радіолокаційного рівня, а також рішення промислового зв’язку. Він брав участь у розробці систем моніторингу для віддалених резервуарів, резервуарів для зберігання та промислового обладнання, де надійна передача даних і довготривала-експлуатація є критичними.

Ван Лей має ступінь бакалавра з інженерії автоматизації та присвячений застосуванню сенсорних технологій і рішень промислового Інтернету речей для підвищення надійності вимірювань, ефективності роботи та цифрової трансформації для глобальних клієнтів.