Milyen alkalmazási esetekre alkalmasak leginkább a LoRaWAN vízmérők az adatátvitel tekintetében?

Hogyan teszi lehetővé a LoRaWAN technológia a megbízható és hatékony adatátvitelt a vízmérőkben

A LoRaWAN technológiát használó vízórák kiválóan működnek, amikor megbízható adatátvitelre van szükség különböző terepviszonyok között, mivel LPWAN architektúrára épülnek. A hatótávolság is lenyűgöző – körülbelül 15 kilométer nyílt vidéken és körülbelül 5 km városi környezetben. Ez azt jelenti, hogy a vízszolgáltatók akkor is nyomon tudják követni rendszereiket, ha nagy kiterjedésű területet fednek le, ami időt és pénzt takarít meg a hagyományos módszerekhez képest. Egyre több önkormányzat kezdi el alkalmazni ezt a megközelítést, mivel így az egész ellátási területen lényegesen egyszerűbbé válik a figyelemmel kísérés.

Alacsonyenergiájú, nagy hatótávolságú hálózat (LPWAN) architektúra, amely hosszú távú kommunikációt támogat

A LoRaWAN csillag-csillag topológiája lehetővé teszi, hogy egyetlen átjáró több ezer órát kapcsoljon össze, minimalizálva az infrastrukturális költségeket, miközben fenntartja az AES-128-as titkosítást a biztonságos adatátvitel érdekében.

Feltöltés-központú üzenetfolyam, amely a ritka, de kritikus vízóra-olvasásokra van optimalizálva

A LoRaWAN a folyamatos kapcsolatot igénylő 4G vízórákkal ellentétben kisebb, elsőbbségi adatcsomagokat továbbít, amelyek mérete nem haladja meg a 200 bájtot, csökkentve ezzel a hálózati torlódást. Ez a feltöltésre (uplink) fókuszáló megközelítés összhangban áll a vízművek időszakos, de küldetésszerűen fontos frissítések iránti igényével, mint például a napi fogyasztási minták vagy szivárgási riasztások, anélkül hogy túlterhelnék a sávszélességet.

Hosszabbított akkumulátor-élettartam és energiahatékonyság távoli vagy nehezen elérhető telepítések esetén

A LoRaWAN-eszközök adaptív adatsebesség-optimalizálás (ADR) miatt akár 15 évig is működhetnek egyetlen elemmel, csökkentve a karbantartási költségeket alagsori kamrákban vagy hegyvidéki területeken a sejtes alternatívákhoz képest 68%-kal.

Jelhasználati képességek föld alatti és városi burkolatok esetén

168 dB-es link költségvetés mellett a LoRaWAN megbízható kommunikációt biztosít 20 cm vastag betonfalakon vagy 3 m talajrétegen keresztül, és 98%-os csomagátviteli arányt ér el pincékben és közmű alagutakban.

Városi okos vízgazdálkodás: Valós idejű figyelés LoRaWAN és 4G vízórák teljesítményének összehasonlítása

Telepítés közműhálózatokban TTN és felhőalapú platformok, például a ThingSpeak használatával

Barcelona és Szingapúr LoRaWAN alapú vízórát vezetett be a The Things Network (TTN) segítségével, hogy városaik vízhálózatait nagy léptékben nyomon követhessék. A rendszer felhőszolgáltatásokkal, például a ThingSpeakkel működik együtt, ahol elemzik a vízfogyasztási szokásokat, sokkal gyorsabban észlelik a csővezetékek hibáit, mint a hagyományos ellenőrzések, valamint automatizálják az ügyfélszámlázást. Amikor a városok saját LoRaWAN-átjárókat telepítenek, ahelyett hogy mobilhálózatra támaszkodnának, jelentős adatköltség-megtakarítást érnek el. A jelminőség is meglehetősen stabil marad, a legtöbb helyen 95–98%, ami figyelemre méltó teljesítmény tekintve a sok épületet és betonozott területet ezen nagyvárosokban.

LoRaWAN előnyei a 4G-es vízórákkal szemben sűrű városi környezetben

A LoRaWAN három kulcsfontosságú városi alkalmazásban is jobban teljesít, mint a 4G-es vízórák:

A metrikus	LoRaWAN	4G
Átjelzés	15 dB-rel jobb jelet biztosít pincékben	Jelismétlőkre van szükség
Teljesítményfogyasztás	10 év akkumulátor-élettartam	2–3 év
Havi adatköltség	$0 (átjáróalapú)	$1,20/eszköz

Egy 12 európai várost vizsgáló tanulmány szerint a LoRaWAN hálózatok 28%-kal csökkentették a vízveszteségi eseteket az 4G rendszerekhez képest, köszönhetően a megszakításmentes felszálló csatornás üzenetküldésnek a csúcsidőszakban.

Skálázhatóság és költséghatékonyság nagy léptékű, városi okos mérők telepítése során

Körülbelül 70 százalékkal kevesebb költséggel jár 10 000 LoRaWAN mérő felszerelése, mint hasonló 4G rendszereké. Miért? Nos, nem kell aggódni a SIM kártyák díjai miatt, ráadásul kevesebb toronyra van szükség, ami jelentősen csökkenti az infrastrukturális kiadásokat. E technológia még előnyösebbé teszi az adaptív adatátviteli sebesség funkciója. A városok körülbelül ötször annyi eszközt telepíthetnek anélkül, hogy meglévő átjátszóikat fejleszteniük kellene. Ez a méretezhetőség kiválóan megfelel azon önkormányzatoknak, amelyek fokozatosan kívánják bővíteni okosvárosi kezdeményezéseiket. Ne feledkezzünk meg a karbantartásról sem. A szakmai vezetők tapasztalata szerint ezek a rendszerek tíz év alatt körülbelül 22 százalékkal kevesebb karbantartási költséget igényelnek, mint a hagyományos celluláris megoldások. A megtakarítások elsősorban a berendezések kopásából és a rendszeres szervizvizsgálatokból erednek.

Vidéki és távoli alkalmazások: LoRaWAN off-grid vízminőség-figyeléshez és árvízvédelemhez

Vízszint- és vízminőség-megfigyelés földrajzilag nehezen megközelíthető területeken

A LoRaWAN vízórák kiválóan működnek a nehezen elérhető tározók és hegyi vízrendszerek figyelésére, ahol a hagyományos mobilhálózatok nem biztosítanak megfelelő lefedettséget. Ezek az eszközök körülbelül 15–20 kilométeres távolságot érnek el vidéki területeken, ami azt jelenti, hogy képesek nyomon követni fontos paramétereket, mint például a pH-érték, a víz tisztasága és az áramlási sebesség a csövekben, akkor is, ha sok fa vagy meredek domborzat veszi körül őket. Ami kiemeli őket, az a hatótávolságuk is – egy központi átjáró több száz, több mint 130 négyzetkilométer területen elhelyezett érzékelőt is képes kezelni. A vízszolgáltatók szerint ezek az okos mérők körülbelül 40 százalékkal gyorsabban észlelik a szennyeződéseket, mint a hagyományos, kézi mintavételezési módszerek. Ilyen sebességkülönbség nagyon fontos, amikor ivóvízellátásról van szó.

Árvízveszélyeztetettség kezelése elosztott LoRaWAN érzékelőhálózatokkal

Telepítés LoRaWAN árvízérzékelők a folyópartokon és gátakon elhelyezett hálózat 92%-os pontosságú prediktív modellezést tesz lehetővé a 2023-as terepi próbák során. A 15 mérföldes vízgyűjtőterületeket lefedő hálózatok 15 percenként továbbítják az adatokat a víz sebességéről és szintjéről, így 6–8 órával a kritikus küszöbértékek elérése előtt kiadhatók a korai figyelmeztetések. Ez a részletes átláthatóság segített csökkenteni az egyes árvízi események során keletkezett infrastrukturális károk költségeit 740 ezer dollárral.

Önálló működés olyan távoli helyeken, ahol nincs megbízható mobilhálózati lefedettség

A napelemes LoRaWAN mérők akár 18 hónapig, sőt közel két és fél évig is képesek működni karbantartás nélkül, különösen olyan kemény környezetekben, mint a sivatagok vagy tundrák. Ez tulajdonképpen körülbelül négyszer annyi, mint amit a hagyományos 4G-es vízmérőknél tapasztalunk, amelyek a mobilhálózati tornyoktól függenek. Ezek a mérők rendelkeznek egy okos, adaptív adatütemezési funkcióval, amely többnyire – kb. 99%-os sikerrel – képes akkor is elküldeni ezeket a kicsiny, 12 bájtos csomagokat, ha sűrű köd vagy erős hóesés van. Elég lenyűgöző, figyelembe véve, milyen fontos ez a megbízhatóság a gleccserek olvadási mintázatainak folyamatos nyomon követése szempontjából. És köszönhetően az eszközökbe épített, energiatakarékos alvó üzemmódoknak, ezek az eszközök gyakran több mint egy évtizedig működnek a terepen. Teljesen érthető is, hiszen sok távoli helyen egyszerűen nincs hozzáférés a hagyományos villamosenergia-hálózathoz.

Jövőbiztos LoRaWAN hálózatok tervezése skálázható és kölcsönösen működő vízinfrastruktúrához

Hálózattervezési stratégiák a maximális lefedettség és az interferencia minimalizálása érdekében

Nagyon fontos, hogy elsőre jól alakítsuk ki a hálózatot olyan LoRaWAN vízóra-rendszereknél, amelyek különböző tájadottságú területeken működnek. A 2025-ben az RCR Wireless által közzétett kutatás szerint a gateway-ek intelligens elhelyezése körülbelül 35%-kal növelheti a jel lefedettségét azon nehézkes városi kanyonkörnyezetekben, valamint csökkentheti az idegesítő csomagütközéseket. Több módszer is rendelkezésre áll az egymáshoz közeli ipari berendezésekből vagy más IoT-eszközökből származó interferenciaproblémák kezelésére. Az üzemeltetők gyakran olyan eszközökhöz folyamodnak, mint a Fresnel-zóna számítások és az adaptív adatsebesség-beállítások, hogy tisztán tartsák a jeleket. Többszintes épületek esetén értelmes dolog további gateway-eket elhelyezni, és sok cég alkalmazza a FHSS technológiát is, amely segít a jó teljesítmény fenntartásában annak ellenére, hogy jelenleg mennyi vezeték nélküli zaj van.

Integráció a felhőalapú elemzésekkel prediktív karbantartáshoz és szivárgásérzékeléshez

A LoRaWAN kétirányú kommunikációs funkciója élő adatokat küld közvetlenül a felhőszerverekre, ahol okos algoritmusok elemzik például a vízáramlást, a nyomásváltozásokat és a szokatlan fogyasztási mintákat. A száraz területeken működő vízszolgáltatók körében az ilyen rendszerek köszönhetően a pazarlott víz mennyisége körülbelül 22 százalékkal csökkent, mivel a csövek szivárgásait már 15 percen belül észlelik. Amikor hiba történik, az automatikus értesítések azonnal elindítják a javítási folyamatot, így a szerelők sokkal gyorsabban tudják megoldani a problémákat, mint korábban, amikor a javítások gyakran több napig is elhúzódtak ahelyett, hogy néhány óra alatt megtörténnének.

Költség-haszon elemzés: LoRaWAN vs. egyéb LPWAN technológiák közműhálózatokban

A 4G-kapcsolatot használó vízmérők magas havi díjjal járnak, amely készülékenként 3 és 8 dollár között mozog, ami hosszú távon jelentős költséget jelent. Másrészről, a LoRaWAN szabad sávokon működik, így nagy léptékű telepítés esetén a teljes birtoklási költséget öt év alatt körülbelül 60%-kal csökkenti. Az NB-IoT alternatívákhoz képest a LoRaWAN-átjárók ugyanabban a területben körülbelül négyszer annyi eszközt képesek kezelni, így különösen a ritkán beépített távoli régiókban olcsóbb megvalósítást tesznek lehetővé. Egyes vállalatok jelenleg már LoRaWAN technológiát kombinálnak mesh hálózati megoldásokkal, például MIOTY-vel, hibrid rendszereket létrehozva, amelyek nehezen megközelíthető terepen is jobban működnek, ahol egyébként a jel nem érné el megbízhatóan az összes pontot.

Az interoperabilitás és a hosszú távú kompatibilitás biztosítása az okos közműs rendszerekben

A LoRa Alliance irányelveinek követése lényegesen megkönnyíti az összekapcsolódást a régi SCADA-rendszerekkel, miközben jól működik az új intelligens hálózati technológiákkal is. A legtöbb közművállalat napjainkban AES-128 titkosítást és OTAA aktiválást igényel minden telepített eszköznél. Ez segít védeni hálózataikat az egyre változó kiberfenyegetések ellen, amelyek folyamatosan felbukkannak. A nyílt API megközelítés lehetővé teszi, hogy különböző rendszerek egymással kommunikálhassanak platformokon átívelően is. Kiemelkedően jól bevált ez a megoldás tavaly nagy viharok idején, amikor a vízszint-mérő berendezéseket a városi számlázó rendszerekhez kapcsoltuk.

GYIK

Mi a LoRaWAN technológia?

A LoRaWAN egy alacsonyenergiájú, nagy hatótávolságú hálózati (LPWAN) protokoll, amely hosszú távú vezeték nélküli adatátviteli lehetőséget biztosít, így ideális például olyan IoT alkalmazásokhoz, mint a vízórák.

Hogyan viszonyul a LoRaWAN a 4G-hez jeláthatóság szempontjából?

A LoRaWAN jobb jelbehajtási képességekkel rendelkezik, különösen városi környezetben, ahol 15 dB-rel jobban teljesít pincékben, mint a 4G, amely gyakran ismétlők használatát igényli.

Költséghatékonyak-e a LoRaWAN hálózatok?

Igen, a LoRaWAN hálózatok költséghatékonyak, mivel átjáróalapú megoldásoknál nincs havi adatköltség, és a hagyományos celluláris megoldásokhoz képest akár 68% megtakarítás érhető el a karbantartási költségekben.

Hogyan javítja a LoRaWAN a vízgazdálkodást?

A LoRaWAN javítja a vízgazdálkodást a valós idejű figyelésen, a javuló skálázhatóságon és az egyéb technológiákhoz, például a 4G-hez képest hatékonyabb erőforrás-felhasználáson keresztül.

Használható-e LoRaWAN távoli területeken?

A LoRaWAN alkalmas távoli területekre, jelentős lefedettséget kínál, 18 hónapos és 2,5 év közötti, napelemmel működő mérőóra-élettartammal és megbízható off-grid üzemeltetéssel.