EN
Ауылдық аймақтарға орнату шындығы
Бірнеше жыл бұрын, таулы ауылдық аймақтағы су қызметі ұйымы өзінің проблемасына көмек сұрады. Олардың санағыштары шығыршықтар мен аңғарлармен бөлінген шаруашылықтар мен кіші қалалар бойынша таралған еді. Олар ұялы желі негізіндегі шешімдерді сынап көрді, бірақ қамту аймағы ең жақсы дегенде тұрақсыз болды. Бір аңғарда сигнал нақты әлсіз болды, сондықтан санағыштар күндер бойы байланыстан шығып қалды. Су қызметі ұйымы қолмен оқуға қайту мүмкіндігіне қарсы тұрды — бұл қымбатқа түсетін қадам болар еді. Содан кейін олар LoRaWAN шешімін сынақтан өткізді. Ауданның ең жоғарғы нүктесіндегі су құбырының башнясына орнатылған жалғыз шлюз арқылы олар 10 километрден астам қашықтықтағы санағыштардан сигнал ала бастады. Айлар бойы бірде-бір хабарлама бермеген санағыштар қайтадан хабарлама беруге бастады. Бұл — LoRaWAN технологиясының ұзақ қашықтықтағы су санағыштарын бақылауға қандай мүмкіндік беретінінің нақты мысалы.
Қашықтықтағы артықшылықты түсіну
LoRaWAN-ның ұзақ аралық қабілеті оның субгигагерцтік радиожиіліктерді пайдалануынан туындайды. Бұл жиіліктер ұялы желілер немесе Wi-Fi-де қолданылатын жоғары жиіліктерге қарағанда одан да алысқа жетеді және қабырғалар, ағаштар мен ғимараттар сияқты кедергілерден өтуге тиімдірек. Ашық ауылдық аймақтарда бір LoRaWAN шлюзы 15 километр немесе одан да көп радиусты қамтиды. Көптеген кедергілері бар тығыз қалалық орталықтарда диапазон әдетте 2–5 километр болады, бұл басқа көптеген сымсыз технологиялардың қол жеткізетін көрсеткіштерін әлдеқайда асып түседі. Бұл аралық артықшылығы тек қашықтыққа ғана емес, сонымен қатар қамтитын сенімділікке де қатысты. Желінің шегінде орналасқан, бірақ сенімді түрде қосылып тұратын санағыш, кедергілерге байланысты жиі қосылуын жоғалтатын шлюзға жақынырақ орналасқан санағышқа қарағанда бағалырақ.
Аралық желінің жобалауы үшін нені білдіреді
Жеке санағыштың көлемі тікелей желінің орналастырылуының экономикасы мен күрделілігіне әсер етеді. Ұялы негізде жұмыс істейтін санағыштарды қолданатын коммуналдық кәсіпорын 100 шаршы километр аумақты қамту үшін өлі аймақтарды жабу үшін ондаған ретрансляторлар немесе қосымша инфрақұрылымдарға қажет болуы мүмкін. LoRaWAN технологиясын қолданғанда, осындай аумаққа барлығы бірнеше дұрыс орналасқан шлюздар жеткілікті болады. Германияның Нюрнберг қаласында, мұнда жарты миллионнан астам тұрғын тұрады, барлығы 30 шлюздан тұратын бір ғана LoRaWAN желісі салынды. Құрылғыларға, орнатуға және үнемі жүргізілетін техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындардағы үнем өте үлкен. Ірі масштабтағы орналастырулар үшін осы тиімділік бизнес-жағдайын іске асырудың негізі болып табылады. Сонымен қатар, желі архитектурасы икемділік ұсынады: коммуналдық кәсіпорындар толық бақылау үшін жеке желілерді орналастыра алады немесе капиталдық шығындарын азайту үшін үшінші тарап құрылымдары ұсынатын қоғамдық LoRaWAN желілерін пайдалана алады.
Йоркшир суының тәжірибесі
Ең көрнекті мысалдардың бірі — Ұлыбританиядан келеді, мұнда Йоркшир Уотер Еуропадағы ең ірі ақылды су санағыштарын орнату жобасына үміт білдірді. Бұл коммуналдық қызмет бес жыл ішінде 1,3 миллион LoRaWAN-ға қосылған су санағышын орнатуда. Бұл жобаның масштабы таң қалдырарлықтай, және оны іске асыру үшін географиялық тұрғыдан әртүрлі аймақты қамтуға қабілетті технологиясыз мүмкін емес. Алғашқы нәтижелер ұзақ қашықтықта бақылау мүмкіндігінің пайдасын көрсетеді: жобаның бірінші кезеңінде 1000-нан астам тұтынушы жағынан болатын су ағып кетулері анықталды, ол күніне 1,22 мегалитр су үнемдейді. Бұл ағып кетулер қолмен оқылатын жүйеде айлар немесе жылдар бойы байқалмай қалған болар еді. Желінің архитектурасы әртүрлі қамту аймағын қамтамасыз ету үшін жоғары мұнаралы орындарды, орта деңгейлі шлюздерді және ішкі орындарға арналған шешімдерді қосады, сондықтан қандай да бір жерге жасырылған санағыш болса да, оның деректері сенімді түрде беріледі. Бұл жобаны басқаратын инженерлер үшін ұзақ қашықтықта жұмыс істеу мүмкіндігі — ыңғайлылық емес, бұл міндетті талап.
Адаптивті деректер жылдамдығы сенімділікті қалай жақсартады
Ауқым тұрақты қасиет емес; ол айналадағы жағдайларға байланысты өзгереді. Жаңбыр, өсімдіктер және тіпті санағыштың шлюзге қатысты орны сигналдың сапасын әсерлейді. LoRaWAN бұған Бейімделетін деректер жылдамдығы (ADR) механизмі арқылы жауап береді. Сигнал сапасы жақсы болған кезде санағыш жоғары деректер жылдамдығын қолдана алады, яғни деректерді жиірек және қысқа уақыт аралығында береді. Ал сигнал әлсірген кезде санағыш автоматты түрде төмен деректер жылдамдығына ауысады — бұл жылдамдық тұрақтырақ және одан алыстағы арақашықтыққа дейін жетеді, сондықтан деректер әрқашан берілетін қалады. Бұл динамикалық реттеу санағышқа жағдайлар өзгерген кезде де сенімді байланысты сақтауға мүмкіндік береді, ол үшін қолмен қатысу қажет емес. Торап сервері ADR-ды қолданатын санағыштарға деректер жылдамдығын оптималдау үшін хабарламалар жібереді, ал санағыштар өздері де ADR-ды іске қоса алады — бұл олардың қабылданған сигнал күшіне негізделген тарату параметрлерін реттеуін қамтамасыз етеді. Дәл осы ақылдылық ұзақ арақашықтықтағы бақылауды тек қағазда емес, шынайы әлемде де жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
Қуат пен қашықтық бірлесіп жұмыс істейді
Ұзақ қашықтықта жұмыс істеу тек сақтала алатын көрсеткіш болған жағдайда ғана маңызды. Ұзақ қашықтыққа берілетін көрсеткіш шлюзге жету үшін жеткілікті қуат қолдануы керек, бірақ артық қуат қолдану аккумуляторды тез разрядтайтын болады. LoRaWAN бұл тепе-теңдікті өте төмен қуат деңгейінде сенімді байланыс қамтамасыз ететін спектрдің таратылуын қолданатын модуляциялық әдіс арқылы теңестіреді. Нәтижесінде көрсеткіш бірнеше километр қашықтыққа берілетін болса да, аз энергия тұтынады. Сарапталған көрсеткіштер әдетте 10–15 жылға дейін аккумулятор өмірін қамтамасыз етеді. Ұзақ қашықтық пен ұзақ аккумулятор өмірінің осы үйлесімі алыстан оқылатын көрсеткіштердің бизнес-жағдайының негізін құрайды. Энергетика компаниясы көрсеткішті алыстағы орынға орнатып, оның он жыл бойы сенімді түрде деректерді беретініне сенімді бола алады, ал бұл жиі қондырғыға барудың құны мен еңбек шығындарын қажет етпейді.
Көрсеткіштің өзі маңызды
LoRaWAN су санағышының қашықтығы мен сенімділігі тек желіге ғана емес, сонымен қатар санағыш ішіндегі құрылғыға да байланысты. Антенна дизайны, радио компоненттерінің сапасы және санағыштың жалпы құрылысы оның сигналдарды қалай жақсы таратуын және қабылдауын анықтайды. ZPMETER — ультрадыбыстық санақ саласында он жеті жылдан астам тәжірибеге ие болған компания. Олардың LoRaWAN-ға қосылған санағыштары электроникалық құрылғыларды су мен тозаңнан қорғайтын IP68 деңгейіндегі корпусқа орналастырылған, сонымен қатар жер асты құдықтары сияқты қиын орындардан сигналдың максималды таратылуын қамтамасыз ететін антенна дизайнымен жасалған. Санағыштар қосымша жүйелермен интеграциялау үшін M-Bus және импульсті шығыстар сияқты икемді байланыс опцияларын ұсынады. Қызмет көрсетушілер мен жүйелік интеграторлар үшін санақ пен сымсыз байланыс саласында дәлелденген тәжірибеге ие өндірушінің санағышын таңдау LoRaWAN желісінің ұзақ қашықтықты мүмкіндігін толық пайдалануға кепілдік береді. Құрылғы мен желі үйлесімді жұмыс істегенде, нәтижесінде сенімді және құны тиімді бақылау жүйесі пайда болады.