LoRaWAN су санағыштары деректерді жеткізу бойынша қандай жағдайларда ең қолайлы?

LoRaWAN технологиясы су санағыштарында сенімді және тиімді деректер жеткізуін қалай қамтамасыз етеді

LoRaWAN технологиясын қолданатын су санауыштары әртүрлі жер бедерінде сенімді деректер беру қажет болғанда LPWAN архитектурасына негізделгендіктен өте жақсы жұмыс істейді. Қашықтық та тамаша – ашық жерлерде шамамен 15 км, ал қалаларда шамамен 5 км. Бұл су компанияларының жүйелерін үлкен аумақтарды қамтиды деп ойласа да, дәстүрлі әдістерге қарағанда уақыт пен ақша үнемдеуге мүмкіндік береді. Көптеген муниципалитеттер бұл тәсілді қабылдауда, себебі бұл олардың бүкіл қызмет көрсету аймағында бақылауды әлдеқайда оңайлатады.

Ұзақ қашықтықта байланысты қамтамасыз ететін Төменгі қуатты кең аумақты желі (LPWAN) архитектурасы

LoRaWAN-ның жұлдыздар жұлдызы топологиясы бір ғана шлюзға мыңдаған санауыштарды қосуға мүмкіндік береді, бұл инфрақұрылымға кететін шығындарды азайтады және деректердің қауіпсіз берілуі үшін AES-128 шифрлеуін сақтайды.

Сирек, бірақ маңызды су санауыш көрсеткіштері үшін оптимизацияланған жоғары бағытталған хабарлама ағыны

Тұрақты байланыс үшін арналған 4G су санауыштарының керісінше, LoRaWAN 200 байттан кем мөлшердегі кішкентай, приоритетті деректер пакеттерін жібереді, осылайша желі тежелуін азайтады. Бұл жоғарғы деңгейге бағытталған тәсіл су құбырларына тәуліктік тұтыну үлгілері немесе су ағып кету туралы хабардар етулер сияқты периодты, бірақ маңызды жаңартуларды беру қажеттілігіне сәйкес келеді және бандпенжірді шамадан тыс қолдануды болдырмақшы болады.

Қашық немесе қолжетімсіз орындарға орнатылған құрылғылардағы ұзақ уақыт жұмыс істеу мен энергияны үнемдеу

LoRaWAN құрылғылары бір аккумулятор батареямен 15 жылға дейін жұмыс істейді, себебі олардың деректер жылдамдығын реттеу (ADR) оптимизациясы бар, осылайша жер астындағы камераларда немесе таулы аймақтарда ұялы желілерге қарағанда 68% аз қызмет көрсету құнын қамтамасыз етеді.

Жер астындағы және қалалық құрылымдардағы сигналды өткізу мүмкіндіктері

168 дБ линиялық бюджетке ие LoRaWAN 20 см темірбетон қабырғалары немесе 3 м топырақ қабаты арқылы сенімді байланысты қамтамасыз етеді және жер астындағы бөлмелер мен коммуналдық құбырларда пакеттерді жеткізу деңгейін 98% құрайды.

Қалалық ақылды су басқаруы: LoRaWAN және 4G су санауыштарының өнімділігін нақты уақыт режимінде бақылау

ThingSpeak сияқты TTN және бұлттық платформаларды қолдана отырып, коммуналды су желілерінде орнату

Барселона мен Сингапур өз қалаларының су жүйелерін масштабты түрде бақылау үшін The Things Network (TTN) арқылы LoRaWAN су санағыштарын енгізді. Бұл орнату ThingSpeak сияқты бұлттық қызметтермен жұмыс істейді, онда олар адамдардың суды қалай пайдаланатынын қарайды, ескі тексерулерге қарағанда құбырлардағы мәселелерді анағұрлым тез анықтайды және тұтынушылардың есептерін автоматты түрде өңдейді. Қалалар ұялы желіге тәуелді болмай, өздерінің LoRaWAN шлюздерін орнатқан кезде деректер шығыны бойынша ақша үнемдейді. Сигнал күші 95-98% шамасында сақталады, бұл үлкен қала аймақтарындағы барлық ғимараттар мен темірбетонға қарамастан шынымен тамаша нәтиже.

Тығыз қала ортасындағы 4G су санағыштарына қарағанда LoRaWAN-ның салыстырмалы артықшылықтары

LoRaWAN тығыз қала ортасындағы үш негізгі сценарийде 4G су санағыштарынан жоғары көрсеткіш береді:

Метрика	LoRaWAN	4G
Сигналды тесіп өту	асфальт астында 15 дБ жақсырақ	Қайта таратқыштар қажет
Энергия тұтыну	10 жылдық батареялық қуат	2–3 жыл
Айлық деректер құны	$0 (шлюз негізінде)	$1,20/құрылғы

12 батыс елдің қалаларын зерттеу 4G жүйелерімен салыстырғанда пайдаланудың ең жоғарғы сағаттарында үзіліссіз жоғары бағыттағы хабарламалар арқасында LoRaWAN желілері судың шығыны оқиғаларын 28% -ға азайтатынын көрсетті.

Үлкен масштабты қала шаруашылығындағы «ақылды» санауыштарды енгізудің масштабы мен құнының тиімділігі

LoRaWAN санауыштардың 10 000 данасын орнату 4G желісімен салыстырғанда шамамен 70 пайызға арзан түседі. Неге? Бұл жерде SIM-карталар үшін төлемдер болмайды, сонымен қатар кемірек бекеттердің қажеттілігі инфрақұрылым шығындарын едәуір азайтады. Бұл технологияны одан да жақсы ететін фактор — оның деректер жылдамдығын реттеу мүмкіндігі. Қалалар бекеттер жүйесін жаңартуды қажет етпей, шамамен бес есе көбірек құрылғылар орнатуы мүмкін. Мұндай масштабтау мүмкіндігі ақыллы қала бағдарламаларын біртіндеп кеңейту жоспарлаған әкімшіліктер үшін өте тиімді. Сонымен қатар, техникалық қызмет көрсету туралы да ұмытпау керек. Саланың көшбасшылары бұл жүйелерге он жыл ішінде дәстүрлі ұялы байланыс нұсқаларына қарағанда шамамен 22% аз қаражат кететінін анықтады. Үнемдеу негізінен жабдықтың тозуы мен регулярлы техникалық тексерістер арқылы жүзеге асады.

Ауылдық және Қашықтағы Аймақтарға Арналған Қолданыстар: Ток желісінен тыс Су Бақылауы мен Су тасқынын алдын алу үшін LoRaWAN

Географиялық тұрғыдан қиын аймақтардағы су деңгейі мен сапасын бақылау

LoRaWAN су санағыштары әдеттегі ұялы байланыс жұмыс істемейтін, қол жетпейтін резервуарлар мен таулы аймақтағы су жүйелерін бақылау үшін өте жақсы жұмыс істейді. Бұл құрылғылар ауылдық аймақтарда шамамен 15-20 километр қамтиды, яғни айналасында көптеген ағаштар немесе тік шатқалдар болса да, pH деңгейі, судың мөлдірлігі мен судың құбырлар арқылы қозғалу жылдамдығы сияқты маңызды параметрлерді бақылай алады. Олардың ерекшелігі — бір орталық шлюз бірнеше жүз сенсорды 50 шаршы мильден астам ауданды қамтитын аумақта басқара алады. Су компаниялары бұндай «ақылды» санағыштар ластану проблемаларын ескі кластық қолмен тексеру әдістеріне қарағанда шамамен 40 пайызға тезірек анықтайтынын хабарлайды. Мұндай жылдамдық айырмашылығы халыққа арналған су құбырларымен жұмыс істегенде өте маңызды.

LoRaWAN сенсорлық желілерін пайдаланып су тасқыны қаупін басқару

Орнату LoRaWAN су тасқыны сенсорлары өзен жағалауы мен суқоймалар бойынша желілер 2023 жылғы тәжірибелерде 92% дәлдікпен болжау моделін қамтамасыз етті. 24 км-ге созылған су алаптарын қамтитын желілер су ағысының жылдамдығы мен деңгейі туралы деректерді әрбір 15 минут сайын жібереді және критикалық деңгейге жетуден 6–8 сағат бұрын ертерек ескертулерді іске қосады. Бұл нақты көрінетін деректер бір оқиғаға шаққанда сел зиянынан болатын инфрақұрылым шығындарын 740 мың долларға дейін азайтты.

Сенімді ұялы байланыс жоқ аймақтарда автономды жұмыс істеу

Күн энергиясымен жұмыс істейтін LoRaWAN санауыштары құрғақшылық немесе тундра сияқты қиын орталарда орнатылған кезде, қамтамасыз ету жұмыстарын 18 айдан жарты екі жылға дейін қажет етпейді. Бұл әдеттегі 4G су санауыштарында кездесетін көрсеткіштен шамамен төрт есе асады, себебі олар ұялы байланыс мұнараларына тәуелді. Бұл санауыштардың өзіне тән деректерді өзгеріп отыратын уақытқа сай жоспарлау функциясы бар, ол жағдайда қалың тұман немесе күшті қар жауын кезінде де көбінесе 12 байттық өте кішкентай пакеттерді жіберуге мүмкіндік береді, табыстылық шамамен 99%. Мұздықтардағы еру үлгілерін үнемі бақылау қажет болғандықтан, олардың сенімділігі маңызды болғандықтан, бұл өте қатты әсер қалдырады. Сонымен қатар, жүйеге енгізілген батареяны үнемдеу режимдері арқасында, бұл құрылғылар тіпті оннан аса жыл бойы жергілікті жерде жұмыс істеуге қабілетті. Көптеген алыстағы аудандарда тіпті қарапайым электр желілеріне де қол жетпейтіндіктен, бұл түсінікті.

Масштабталатын және өзара әрекеттесетін су инфрақұрылымы үшін болашаққа бағытталған LoRaWAN желілерін жобалау

Қамту аймағын максималдандыру және интерференцияны минималдандыру үшін желіні жоспарлау стратегиялары

Әртүрлі ландшафттарда жұмыс істейтін LoRaWAN су санағыш жүйелері үшін алдын ала желіні дұрыс жобалау өте маңызды. 2025 жылы RCR Wireless шығарған кейбір зерттеулерге сәйкес, шлюздерді ұтымды орындарға орналастыру сигналдың қиын қалалық каньон ортасындағы қамту аймағын шамамен 35% арттырады, сонымен қатар пакеттердің соқтығысуын азайтады. Жақын орналасқан өнеркәсіптік жабдықтар немесе басқа IoT құрылғыларынан туындайтын интерференция мәселелерін шешудің бірнеше әдістері бар. Операторлар жиі сигналды таза ұстау үшін Френель аймағын есептеу мен адаптивті деректер жылдамдығын реттеу сияқты құралдарға жүгінеді. Бірнеше қабатты ғимараттар үшін шлюздердің санын көбейту маңызды, көптеген компаниялар сондай-ақ радиотолқындардың шуы кезінде дағдылы жұмыс өнімділігін сақтауға көмектесетін FHSS технологиясын енгізеді.

Болжаулы техникалық қызмет көрсету және су ағып кетуді анықтау үшін бұлтты талдаумен интеграциялау

LoRaWAN-ның екі жақты байланыс функциясы деректерді тікелей бұлтты серверлерге жібереді, онда ақылды алгоритмдер су ағынын, қысым өзгерістерін және қалыпсыз тұтыну үлгілерін талдайды. Құрғақ аймақтардағы су компаниялары осы жүйелердің 15 минут ішінде құбырлардың су ағызып кетуін анықтауы арқасында шығындалатын суды шамамен 22 пайызға дейін азайтқанын хабарлайды. Бірдеңе дұрыс емес болған кезде автоматтық хабарламалар жөндеу процесін іске қосады, сондықтан құбыршылар мұны бұрынғыдай бірнеше күнге созылатын орнына қазір бірнеше сағат ішінде тезірек жөндей алады.

Шығындар мен пайданы талдау: коммуналдық жүйелердегі LoRaWAN және басқа LPWAN технологиялары

4G байланысын қолданатын су өлшеуіштері әр құрылғы үшін айына 3–8 доллар аралығындағы қымбат мөлшерде төлемдерді қажет етеді, бұл уақыт өте келе жиналады. Екінші жағынан, LoRaWAN тегін спектр жиіліктерінде жұмыс істейді және көптеген орындарға масштабты түрде орнатылған кезде иемденудің жалпы құнын бес жыл ішінде шамамен 60% азайтады. NB-IoT-ның баламаларын қарастырған кезде, LoRaWAN шлюздері шынымен бірдей аймақта шамамен төрт есе көп құрылғыларды басқара алады, сондықтан инфрақұрылым сирек орналасқан алыстағы аймақтарда оларды енгізу әлдеқайда арзан болып табылады. Кейбір компаниялар қазір LoRaWAN технологиясын MIOTY сияқты торлы желілік шешімдермен ұштастырып, сигналдар басқа жағдайларда барлық нүктелерге сенімді түрде жетпей қалуы мүмкін қиын ландшафттарда жақсырақ жұмыс істейтін гибридті жүйелер жасап жатыр.

Ақылды коммуналдық жүйелер бойынша өзара әрекеттестікті және ұзақ мерзімді сәйкестікті қамтамасыз ету

LoRa Alliance-ның нұсқаулықтарын сақтау SCADA жүйелеріне қосылуды оңайлатады және жаңа ақылды желі технологияларымен де жақсы жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Көбінесе коммуналдық компаниялар қондырылған әрбір құрылғы үшін AES-128 шифрлауын және OTAA белсендіруін талап етеді. Бұл олардың желілерін туындап отыратын кибербензертпелерден қорғауға көмектеседі. Ашық API тәсілі әртүрлі жүйелердің платформалар арасында бір-бірімен байланысуына мүмкіндік береді. Өткен жылы ірі дауылдар кезінде су деңгейін бақылау құралдарын қаланың есептік жүйелеріне қосқанда бұл әсіресе жақсы жұмыс істеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

LoRaWAN технологиясы деген не?

LoRaWAN — судың мөлшерін өлшеу сияқты IoT қолданбалары үшін ұзақ қашықтықтағы сымсыз деректер беру мүмкіндігін қамтамасыз ететін Төменгі Қуатты Кең Аумақты Желі (LPWAN) протоколы.

Сигналды өткізу қабілеті бойынша LoRaWAN технологиясы 4G-ге қарағанда қалай салыстырылады?

LoRaWAN әсіресе 4G-ге қарағанда көпірлерде 15 дБ жақсырақ жұмыс істейтін қалалық орталарда, сигналдың терең тесіп өту қабілетін ұсынады және көбінесе ретрансляторларды қолдануды талап етеді.

LoRaWAN желілері қолайлы ба?

Иә, LoRaWAN желілері шлюздық негізде ай сайынғы деректер үшін шығындардың болмауы және дәстүрлі ұялы байланыс шешімдеріне қарағанда қызмет көрсету шығындарынан 68% дейін үнемдеу мүмкіндігі арқасында тиімді.

LoRaWAN сумен басқаруды қалай жақсартады?

LoRaWAN басқа технологияларға (мысалы, 4G) қарағанда нақты уақытта бақылау, масштабтауды жақсарту және ресурстарды тиімді пайдалану арқылы сумен басқаруды жақсартады.

LoRaWAN алыстағы аймақтарда қолданыла ала ма?

LoRaWAN алыстағы аймақтар үшін сәйкес келеді, кең қамту аймағын, 18 айдан 2,5 жылға дейінгі күн энергиясымен жұмыс істейтін санауыштардың қызмет ету мерзімін және желіден тыс сенімді жұмыс істеуді ұсынады.