LoRaWAN ջրի հաշվիչների առավելությունները երկար հեռավորության վրա հսկման համար

Գյուղական տեղադրման իրականությունը

Մի քանի տարի առաջ սահմանային գյուղական շրջանում գտնվող ջրամատակարարման ընկերությունը խնդրեց օգնություն մի խնդրի լուծման համար։ Նրանց հաշվիչները տարածված էին ֆերմաներում և փոքր քաղաքներում՝ բաժանված լեռնաշղթաներով ու ձորերով։ Նրանք փորձել էին բջջային հիմնված լուծումներ, սակայն ծածկույթը ամենալավ դեպքում անկայուն էր։ Մեկ ձորում սիգնալը այնքան թույլ էր, որ հաշվիչները մի քանի օր շարունակ անցնում էին անցանց ռեժիմի։ Ընկերությունը ստիպված էր մտածել ձեռքով հաշվառումներին վերադառնալու մասին՝ ինչը ծախսատար քայլ հետ էր։ Այնուհետև նրանք փորձարկեցին LoRaWAN-ի լուծումը։ Շրջանի ամենաբարձր կետում՝ ջրատակարարային աշտարակի վրա տեղադրված մեկ պարզ շարժակի շնորհիվ սկսեցին ստանալ հաշվիչների սիգնալներ 10 կիլոմետրից ավելի հեռավորությունից։ Ամիսներ շարունակ լռելուց հետո հաշվիչները կրկին սկսեցին տեղեկատվություն ուղարկել։ Սա իրականությունն է այն բանի, ինչ LoRaWAN-ը կարող է անել երկար հեռավորության վրա ջրի հաշվառման համար։

Հասկանալ հեռավորության առավելությունը

LoRaWAN-ի երկար հեռավորության հնարավորությունը պայմանավորված է նրա ստորագիգահերց ռադիոհաճախականությունների օգտագործմամբ: Այս հաճախականությունները ավելի հեռու են տարածվում և ավելի արդյունավետ են անցնում արխիտեկտուրական արգելքների՝ պատերի, ծառերի և շենքերի միջով, քան բջջային ցանցերի կամ Wi-Fi-ի կողմից օգտագործվող բարձր հաճախականությունները: Բաց գյուղատնտեսական տարածքներում մեկ LoRaWAN դարպասը կարող է ծածկել 15 կիլոմետր կամ ավելի շառավիղ ունեցող շրջան: Խիտ քաղաքային միջավայրերում՝ շատ արգելքների առկայության դեպքում՝ հեռավորությունը սովորաբար 2–5 կիլոմետր է, որը միշտ էլ գերազանցում է մյուս առավել տարածված անլար տեխնոլոգիաների հնարավորությունները: Սակայն այս հեռավորության առավելությունը չի սահմանափակվում միայն հեռավորությամբ. այն նաև վերաբերում է ծածկման հավաստիությանը: Ցանցի շառավիղների եզրին գտնվող, սակայն հուսալիորեն միացված հաշվիչը ավելի արժեքավոր է, քան դարպասին ավելի մոտ գտնվող հաշվիչը, որը հաճախ կորցնում է միացումը միջամտության պատճառով:

Ինչ է նշանակում հեռավորությունը ցանցի նախագծման համար

Մեկական հաշվիչի շարժման շառավիղը ուղղակիորեն ազդում է ցանցի տեղադրման տնտեսական ցուցանիշների և բարդության վրա: Եթե 100 քառ. կմ տարածք ընդգրկող օգտագործողը օգտագործում է բջջային հիմքի վրա հիմնված հաշվիչներ, ապա մեռյալ գոտիները լրացնելու համար կարող է պահանջվել տասնյակ կրկնիչներ կամ լրացուցիչ ենթակառուցվածք: LoRaWAN-ի դեպքում նույն տարածքը կարող է պահանջել միայն մի քանի ճիշտ տեղադրված դարպասներ: Գերմանիայի Նյուրնբերգ քաղաքում, որտեղ ապրում է մեկ միլիոնից ավելի բնակիչ, կառուցվել է մեկ LoRaWAN ցանց՝ օգտագործելով միայն 30 դարպաս: Սարքավորումների, տեղադրման և շարունակական սպասարկման ծախսերում տեղի ունեցած խնայողությունները զգալի են: Մեծ մասշտաբի տեղադրումների համար այս արդյունավետությունն է այն, ինչը հնարավորություն է տալիս ձեռնարկատիրական նախագիծը տնտեսապես հիմնավորել: Ցանցի ճարտարապետությունը նաև առաջարկում է ճկունություն. օգտագործողները կարող են տեղադրել մասնավոր ցանցեր՝ ամբողջությամբ վերահսկելու համար, կամ կարող են օգտագործել երրորդ կողմի մատակարարների կողմից առաջարկվող հրապարակային LoRaWAN ցանցեր՝ իրենց կապիտալ ծախսերը նվազեցնելու համար:

Յորքշիր Վոթեր Էքսփերիենս

Ամենացուցադրական օրինակներից մեկը գալիս է Միացյալ Թագավորությունից, որտեղ Yorkshire Water-ը հանգեցրել է Եվրոպայում ամենամեծ բարեխիղճ ջրաչափային սարքերի նախագծերից մեկին: Հինգ տարվա ընթացքում ծառայությունը տեղադրում է 1,3 միլիոն LoRaWAN-ին միացված ջրաչափային սարքեր: Այս նախագծի մասշտաբը հիասքանչ է, և այն հնարավոր չէր լինի՝ առանց այնպիսի տեխնոլոգիայի, որն ընդգրկում է մեծ և աշխարհագրորեն բազմազան տարածք: Նախնական արդյունքները ցույց են տալիս երկար հեռավորության վերահսկման հնարավորության արժեքը. նախագծի սկզբնական փուլը հայտնաբերել է 1000-ից ավելի սպառողային կողմի արտահոսքեր, որոնք օրական խնայել են 1,22 մեգալիտր ջուր: Այս արտահոսքերը անհայտ կմնային ամիսներ կամ տարիներ ձեռքով հաշվարկման համակարգի տակ: Ցանցի ճարտարապետությունը միավորում է լայն ծածկույթ ապահովող բարձր աշտարակները, միջին շերտի շարժակայանները և ներքին լուծումները՝ ապահովելու համար, որ յուրաքանչյուր ջրաչափային սարք, անկախ նրա թաղվածության աստիճանից, կարողանա վստահելիորեն փոխանցել իր տվյալները: Այս նախագծի վարող ինժեներների համար երկար հեռավորության հնարավորությունը ոչ թե հարմարություն էր, այլ՝ պահանջվող պայման:

Ինչպես է հարմարվողական տվյալների փոխանցման արագությունը բարելավում հուսալիությունը

Շարժման շառավիղը չի հանդիսանում անփոփոխ հատկություն. Այն փոխվում է շրջակա միջավայրի պայմանների փոփոխության հետ մեկտեղ. Դարանի առկայությունը, բուսականությունը և նույնիսկ հաշվիչի դիրքը վերաբերյալ գեյթվեյի կարող են ազդել սիգնալի որակի վրա: LoRaWAN-ը այս խնդրի լուծման համար օգտագործում է Հարմարվող Տվյալների Փոխանցման Արագության (ADR) մեխանիզմը: Երբ սիգնալի որակը բարձր է, հաշվիչը կարող է օգտագործել ավելի բարձր տվյալների փոխանցման արագություն, այսինքն՝ ավելի հաճախ և ավելի կարճ ժամանակահատվածներում փոխանցել տվյալներ: Երբ սիգնալը թուլանում է, հաշվիչը ինքնաբերաբար անցնում է ավելի ցածր տվյալների փոխանցման արագության, որը ավելի կայուն է և ավելի երկար հեռավորությամբ է տարածվում, ապահովելով տվյալների հաջող փոխանցումը: Այս դինամիկ հարմարվողականությունը նշանակում է, որ հաշվիչը կարող է պահպանել հուսալի կապ նաև պայմանների փոփոխության դեպքում՝ առանց մարդկային միջամտության: Ցանցի սերվերը ուղարկում է հաղորդագրություններ այն հաշվիչներին, որոնք ADR-ի միջոցով օպտիմալացնում են տվյալների փոխանցման արագությունը, իսկ հաշվիչները նույնպես կարող են ինքնուրույն միացնել ADR-ը՝ հիմնվելով ստացված սիգնալի ուժի վրա իրենց փոխանցման պարամետրերը հարմարեցնելու համար: Սա է այն ինտելեկտուալ լուծումը, որը հնարավորություն է տալիս երկար հեռավորության վրա հետևել օբյեկտներին իրական աշխարհում, ոչ թե միայն տեսական մակարդակում:

Հզորությունն ու հեռավորությունը միասին են աշխատում

Երկար հեռավորությունը արժեքավոր է միայն այն դեպքում, երբ հաշվիչը կարող է այն պահպանել ժամանակի ընթացքում: Երկար հեռավորությամբ հաղորդագրություններ ուղարկող հաշվիչը պետք է օգտագործի բավարար հզորություն՝ հասնելու համար դարպասին, սակայն չափից շատ հզորության օգտագործումը արագ կսպառի մետաղական մարտկոցը: LoRaWAN-ը սա հավասարակշռում է՝ օգտագործելով սփրեդ-սպեկտրում մոդուլյացիայի տեխնիկա, որը թույլ է տալիս հուսալի կապ հաստատել շատ ցածր հզորության մակարդակներում: Արդյունքում ստացվում է հաշվիչ, որը կարող է հաղորդագրություններ ուղարկել մի քանի կիլոմետր հեռավորության վրա՝ սպառելով նվազագույն էներգիա: Դաշտում տեղադրված հաշվիչները սովորաբար ապահովում են 10–15 տարվա մարտկոցի աշխատանքային ժամանակ: Երկար հեռավորության և երկար մարտկոցի աշխատանքային ժամանակի այս համադրությունը հեռավոր հաշվառման բիզնես դեպքի հիմքն է: Էլեկտրամատակարարման կազմակերպությունը կարող է տեղադրել հաշվիչ հեռավոր վայրում և վստահ լինել, որ այն տասը տարի շարունակ կհաղորդի տվյալները հուսալիորեն՝ առանց հաճախակի վայրի այցելությունների ծախսերի և աշխատանքի:

Ինքը՝ հաշվիչը, կարևոր է

ԼորաՎԱՆ-ի ջրի հաշվիչների շարժման շառավիղը և հուսալիությունը կախված է ոչ միայն ցանցից, այլև հաշվիչի ներսում գտնվող սարքավորումներից: Անտենայի դիզայնը, ռադիոբաղադրիչների որակը և հաշվիչի ընդհանուր կառուցվածքը ազդում են այն բանի վրա, թե որքան լավ է այն կարողանում հաղորդել և ստանալ սիգնալներ: ZPMETER-ը, որն ունի ավելի քան 17 տարվա փորձ ուլտրաձայնային հաշվարկման ոլորտում, լավ հասկանում է այս պահանջները: Նրանց ԼորաՎԱՆ-ով ապահովված հաշվիչները պատրաստված են IP68 վարկանիշավորված կապսուլներով, որոնք պաշտպանում են էլեկտրոնային բաղադրիչները ջրից և փոշուց, իսկ անտենայի դիզայնը ապահովում է սիգնալների առավելագույն հաղորդում դժվար վայրերից, օրինակ՝ ստորգետնյա խոցերից: Հաշվիչները նաև առաջարկում են ճկուն հաղորդակցման տարբերակներ, այդ թվում՝ M-Bus և իմպուլսային ելքեր արդեն գոյություն ունեցող համակարգերի հետ ինտեգրման համար: Ջրամատակարարման կազմակերպությունների և համակարգերի ինտեգրատորների համար մետրացման և անսարք հաղորդակցման ոլորտներում ապացուցված փորձ ունեցող արտադրողի հաշվիչ ընտրելը երաշխավորում է, որ ԼորաՎԱՆ ցանցի երկար հեռավորության հնարավորությունները լիովին կիրառվեն: Երբ սարքավորումները և ցանցը միասին աշխատում են անխափան, արդյունքում ստացվում է հուսալի և արդյունավետ համակարգ հետևելու համար: