EN
Dejansko stanje pri namestitvi v podeželskih območjih
Pred nekaj leti je komunalna voda na hribovitem podeželju zahtevala pomoč pri reševanju problema. Njihovi merilniki so bili razpršeni po kmetijah in majhnih mestih, ki jih ločijo grebeni in doline. Poskusili so rešitve na osnovi mobilne omrežja, a je pokritost bila največ neenakomerna. V eni dolini je bil signal tako šibek, da so se merilniki izklopili za več dni zaporedoma. Komunalna voda je bila pred perspektivo vračanja na ročno odčitavanje – dragocen korak nazaj. Nato so preizkusili rešitev LoRaWAN. Z enim samim prenosnim omrežnim vozliščem (gateway), nameščenim na vodni stolp na najvišji točki okrožja, so začeli prejemati signale od merilnikov na razdalji več kot 10 kilometrov. Merilniki, ki niso poslali nobenega signala več mesecev, so se znova začeli prijavljati. To je dejanska moč, ki jo LoRaWAN ponuja za daljinsko merjenje porabe vode.
Razumevanje prednosti dosega
Dolgi doseg LoRaWAN-a izhaja iz uporabe podgigahercnih radijskih frekvenc. Te frekvence prepotujejo daljšo razdaljo in učinkoviteje prepenetrajo ovire, kot so stene, drevesa in stavbe, v primerjavi z višjimi frekvencami, ki jih uporabljajo mobilne omrežja ali Wi-Fi. Na odprtih podeželskih območjih lahko en LoRaWAN-prehod pokrije območje s polmerom 15 km ali več. V gosto naseljenih mestnih okoljih z veliko ovirami je obseg običajno 2 do 5 km, kar je še vedno znatno več kot pri večini drugih brezžičnih tehnologij. Ta prednost obsega ni le v razdalji; gre za zanesljivost pokritosti. Merilnik, ki se nahaja na robu obsega omrežja, a kljub temu vzdržuje zanesljivo povezavo, je bolj vreden kot merilnik, ki je bližje prehodu, a pogosto izgubi povezavo zaradi motenj.
Kaj obseg pomeni za oblikovanje omrežja
Obseg posameznega merilnika neposredno vpliva na ekonomičnost in zapletenost namestitve omrežja. Komunalna podjetja, ki pokrivajo območje 100 kvadratnih kilometrov z merilniki na osnovi mobilne mreže, bi lahko potrebovala desetke ponoviteljev ali dodatno infrastrukturo za izpolnitev mrtvih con. Z LoRaWAN bi isto območje zahtevalo le nekaj dobro postavljenih prehodnih naprav (gateway). V Nürnbergu v Nemčiji, mestu s preko pol milijona prebivalcev, je bilo zgrajeno eno samo LoRaWAN omrežje z uporabo le 30 prehodnih naprav. Prihranki pri stroških opreme, namestitve in nadaljnjega vzdrževanja so pomembni. Pri razširjenih namestitvah je ravno ta učinkovitost tisto, kar omogoča izvedljivost poslovne strategije. Arhitektura omrežja ponuja tudi fleksibilnost: komunalna podjetja lahko namestijo zasebna omrežja za popoln nadzor ali pa izkoriščajo javna LoRaWAN omrežja, ki jih ponujajo tretje strani, s čimer zmanjšajo svoje kapitalske stroške.
Yorkshire Water Experience
Ena od najbolj poučnih primerov izhaja iz Združenega kraljestva, kjer je Yorkshire Water zaznala enega od največjih projektov pametnega merjenja vode v Evropi. V petletnem obdobju bo podjetje namestilo 1,3 milijona vodomerov, povezanih prek omrežja LoRaWAN. Obseg tega projekta je ogromen in brez tehnologije, ki lahko pokrije veliko in geografsko raznoliko območje, ne bi bil izvedljiv. Zgodnji rezultati kažejo na korist dolgoročne možnosti sledenja: v začetni fazi projekta so odkrili več kot 1.000 uhajanj na strani strank, s čimer so vsak dan prihranili 1,22 megalitrov vode. Te puščaje bi ostale nedetectirane mesece ali celo leta v sistemu ročnega odčitavanja. Arhitektura omrežja združuje visoke stolpe za široko pokritost z vmesnimi vrati in notranjimi rešitvami, da se zagotovi zanesljivo prenašanje podatkov s vsakega vodomera, ne glede na to, kako globoko je zakopan. Za inženirje, ki upravljajo ta projekt, je bila dolgoročna možnost prenosa ne le udobje, temveč nujna zahteva.
Kako prilagodljiva hitrost prenosa podatkov izboljša zanesljivost
Dosežek ni nespremenljiva lastnost; spreminja se glede na okoljske razmere. Dež, rastlinstvo in celo položaj merilnika v primerjavi z vrati lahko vplivajo na kakovost signala. LoRaWAN to rešuje z mehanizmom prilagodljive hitrosti prenosa podatkov (ADR). Ko je kakovost signala dobra, lahko merilnik uporabi višjo hitrost prenosa podatkov, s čimer prenaša pogosteje in v krajših časovnih odsekih. Ko signal oslabi, merilnik samodejno preklopi na nižjo hitrost prenosa podatkov, ki je bolj odporna in doseže daljšo razdaljo, kar zagotavlja, da podatki še vedno pridijo skozi. Ta dinamična prilagoditev pomeni, da lahko merilnik ohrani zanesljivo povezavo tudi ob spreminjajočih se razmerah, brez potrebe po ročni posredovanju. Strežnik omrežja pošilja sporočila merilnikom, ki uporabljajo ADR za optimizacijo hitrosti prenosa podatkov, merilniki pa lahko tudi sami omogočijo ADR, da prilagodijo svoje parametre oddajanja na podlagi sprejete jakosti signala. To je inteligenca, ki omogoča delovanje sledenja na dolge razdalje v resničnem svetu, ne le na papirju.
Moč in doseg, ki delujeta skupaj
Dolg doseg je koristen le, če merilnik lahko ta doseg ohrani skozi čas. Merilnik, ki prenaša podatke na dolge razdalje, mora uporabiti dovolj moči, da doseže prenosno postajo, vendar bi prevelika poraba moči hitro izpraznila baterijo. LoRaWAN to uravnoteži z uporabo tehnike širinskega spektra, ki omogoča zanesljivo komunikacijo pri zelo nizkih ravneh moči. Rezultat je merilnik, ki lahko prenaša podatke na več kilometrov, hkrati pa porablja minimalno energijo. V praksi nameščeni merilniki redno dosegajo življenjsko dobo baterije 10 do 15 let. Ta kombinacija dolgega dosega in dolge življenjske dobe baterije je temelj poslovne utemeljitve za oddaljeno merjenje. Elektrogospodarsko podjetje lahko namesti merilnik na oddaljenem mestu in ima zagotovilo, da bo zanesljivo prenašal podatke deset let brez stroškov in dela, povezanega s pogostimi obiski na lokaciji.
Merilnik sam po sebi je pomemben
Doseg in zanesljivost vodnega merilnika LoRaWAN ne temeljita le na omrežju, temveč tudi na strojni opremi znotraj merilnika. Oblikovanje antene, kakovost radijskih komponent ter splošna izdelava merilnika vplivata na to, kako dobro lahko oddaja in sprejema signale. ZPMETER, ki ima več kot sedemnajst let izkušenj s pretočnimi ultrazvočnimi merilniki, razume te zahteve. Njihovi merilniki z vgrajeno tehnologijo LoRaWAN so izdelani z ohišji, ki ustrezajo zaščitni stopnji IP68 in tako ščitijo elektroniko pred vodo in prahom, ter z oblikami anten, ki maksimizirajo oddajanje signalov iz zahtevnih lokacij, kot so podzemne jame. Merilniki ponujajo tudi fleksibilne možnosti komunikacije, vključno z vmesnikom M-Bus in impulznimi izhodi za integracijo v obstoječe sisteme. Za komunalne podjetja in sistemske integratorje pomeni izbira merilnika proizvajalca z dokazano izkušnjo tako na področju merjenja kot brezžične komunikacije zagotovitev, da se dolgoročna zmogljivost omrežja LoRaWAN v celoti izkoristi. Ko se strojna oprema in omrežje brezhibno dopolnjujeta, je rezultat sledilni sistem, ki je hkrati zanesljiv in ekonomičen.