อะไรคือวิธีที่เครื่องตรวจจับก๊าซไร้สายส่งสัญญาณ

หลักปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกวิธีการส่งสัญญาณไร้สายสำหรับเครื่องตรวจจับก๊าซ:

ระยะการส่งสัญญาณ: อุปกรณ์ฟิลด์จากเกตเวย์/จุดรับอยู่ไกลแค่ไหน?

ข้อกำหนดการใช้พลังงาน: แบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือ AC กำลังขับเคลื่อนหรือไม่? อายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่คาดหวัง?

อัตราข้อมูลและความถี่: ต้องส่งข้อมูลมากแค่ไหน? ส่งบ่อยแค่ไหน?

วิธีการส่งสัญญาณไร้สายสำหรับเครื่องส่งสัญญาณ (เช่นอุณหภูมิ, ความดัน, การไหล, เครื่องส่งสัญญาณก๊าซหรือเครื่องตรวจจับก๊าซ, เครื่องส่งสัญญาณระดับของเหลว ฯลฯ .) ถูกนำมาใช้มากขึ้นในอินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมของสิ่งต่าง ๆ และระบบอัตโนมัติส่วนใหญ่เพื่อแก้ปัญหาการเดินสาย

ต่อไปนี้เป็นวิธีการส่งสัญญาณไร้สายทั่วไปหลายวิธี:

1. โปรโตคอลไร้สายที่เป็นกรรมสิทธิ์ตามแถบ ISM (ย่อย -1 GHz เช่น 433MHz, 868 MHz, 915MHz):

หลักการ: ทำงานในวงดนตรีอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์และการแพทย์ที่ไม่มีใบอนุญาต . ใช้โปรโตคอลที่กำหนดโดยผู้ผลิตสำหรับการสื่อสารเครือข่ายแบบจุดต่อจุดหรือดาว .

คุณสมบัติ:

การเจาะที่แข็งแกร่ง: เปรียบเทียบกับ 2 . 4GHz สัญญาณความถี่ต่ำมีความสามารถที่แข็งแกร่งในการเจาะผนังและสิ่งกีดขวางโลหะและเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน

ระยะการส่งยาว: สูงถึงหลายร้อยเมตรหรือแม้กระทั่งกิโลเมตรในพื้นที่เปิด .

การใช้พลังงานค่อนข้างต่ำ: เหมาะสำหรับเครื่องส่งสัญญาณที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ .

การรบกวนที่ค่อนข้างน้อย: เมื่อเทียบกับ 2 .} 4GHz band มีแหล่งสัญญาณรบกวนน้อยลง (แต่ควรให้ความสนใจกับการรบกวนจากอุปกรณ์อื่น ๆ ในแถบความถี่เดียวกัน)

แอปพลิเคชัน: ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเชื่อมต่อไร้สายระยะสั้นถึงระยะกลางของเซ็นเซอร์อุตสาหกรรมและเครื่องส่งสัญญาณต่าง ๆ เช่นการตรวจสอบอุปกรณ์การประชุมเชิงปฏิบัติการของโรงงานการตรวจสอบพื้นที่ถัง ฯลฯ . ผู้ผลิตเซ็นเซอร์ไร้สายแบบดั้งเดิม

2. lora / lorawan:

หลักการ: LORA เป็นเทคโนโลยีการปรับเลเยอร์ทางกายภาพที่มีระยะทางยาวเป็นพิเศษและลักษณะการใช้พลังงานต่ำพิเศษ . Lorawan เป็นโปรโตคอลเครือข่ายที่สร้างขึ้นบนชั้นกายภาพของ Lora ซึ่งใช้ในการจัดการการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์และเซิร์ฟเวอร์เครือข่าย .}}}}}}}

คุณสมบัติ:

ระยะทางยาวเป็นพิเศษ: สูงถึง 10-15 กิโลเมตรภายใต้เงื่อนไขของการมองเห็นและสูงถึง 2-5} กิโลเมตรในสภาพแวดล้อมในเมือง .

การใช้พลังงานต่ำพิเศษ: เหมาะมากสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบตเตอรี่ด้วยอายุการใช้งานหลายปีหรือมากกว่าสิบปี .}

ความจุขนาดใหญ่: เกตเวย์ Lorawan สามารถเชื่อมต่อโหนดนับพัน .

อัตราข้อมูลขนาดกลางและต่ำ: เหมาะสำหรับการส่งแพ็คเก็ตข้อมูลขนาดเล็กเป็นระยะ (เช่นการอ่านอุณหภูมิและความดัน) จากเซ็นเซอร์/เครื่องส่งสัญญาณ .

แอปพลิเคชัน: เมืองอัจฉริยะ (ไฟถนน, การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม), IoT การเกษตร (ความชื้นในดิน), การตรวจสอบสินทรัพย์ระยะไกล (บ่อน้ำมัน, ท่อ, สิ่งอำนวยความสะดวกพลังงาน), การตรวจสอบอุปกรณ์กระจายอำนาจในโรงงานขนาดใหญ่หรือสวนสาธารณะ . เป็นทางเลือกยอดนิยม

3. NB-IOT / LTE-M:

หลักการ: เทคโนโลยีเครือข่ายมือถือตามสเปกตรัมที่ได้รับใบอนุญาต (มาตรฐานอนุพันธ์ของ 4G/5G) ออกแบบมาสำหรับอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ . ในสถานการณ์การตรวจสอบมือถือ (เช่นการขนส่งยานพาหนะ) สามารถเลือกได้เพียง 4G .}

คุณสมบัติ:

ความครอบคลุมกว้าง: ใช้โครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายโทรศัพท์มือถือที่มีอยู่โดยตรงพร้อมความครอบคลุมที่กว้างมาก .

การเจาะลึก: ความสามารถในการเจาะสัญญาณที่แข็งแกร่งเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมเช่นชั้นใต้ดินและสิ่งอำนวยความสะดวกลึก .

การใช้พลังงานต่ำ: รองรับโหมดประหยัดพลังงานเช่น PSM และ EDRX และมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนาน (แต่มักจะไม่ดีเท่า Lora) .

ความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยสูง: เครือข่ายผู้ให้บริการระดับความปลอดภัยที่ดี .

ค่าใช้จ่าย: ค่าใช้จ่ายโมดูลค่อนข้างสูง (แต่ยังคงลดลง) โดยปกติจะต้องมีค่าธรรมเนียมบริการซิมการ์ดและผู้ให้บริการ (เรียกเก็บโดยการรับส่งข้อมูล) .

อัตราข้อมูลขนาดกลางและต่ำ: คล้ายกับ Lorawan เหมาะสำหรับการส่งแพ็คเก็ตข้อมูลขนาดเล็ก .

แอปพลิเคชัน: สถานการณ์ที่ต้องครอบคลุมพื้นที่กว้างความครอบคลุมลึกหรือการสนับสนุนการเคลื่อนไหวเช่นเครื่องวัดยูทิลิตี้ (น้ำไฟฟ้าก๊าซ) กระจัดกระจายไปทั่วเมืองอุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกันสินทรัพย์เคลื่อนที่ (เช่นยานพาหนะขนส่งโซ่เย็น) และจุดตรวจสอบในพื้นที่ห่างไกล .}}}}

4. zigbee / เธรด:

หลักการ: โปรโตคอลเครือข่ายตาข่ายระยะสั้น, พลังงานต่ำ, การจัดระเบียบตัวเองตามมาตรฐานมาตรฐาน . เธรดเป็นมาตรฐานใหม่คล้ายกับ แต่ขึ้นอยู่กับสแต็กโปรโตคอล IP .}}}}

คุณสมบัติ:

การใช้พลังงานต่ำ: เหมาะสำหรับพลังงานแบตเตอรี่ .

เครือข่ายการจัดระเบียบตนเอง/ความน่าเชื่อถือสูง: เครือข่ายตาข่ายสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างอุปกรณ์ด้วยการกำหนดเส้นทางอัตโนมัติความซ้ำซ้อนพา ธ และการปรับปรุงความทนทานของเครือข่าย .}

ความจุโหนดปานกลาง: เครือข่ายสามารถรองรับโหนดหลายร้อยโหนด .

ระยะทางสั้น ๆ : ระยะการส่งผ่านเดี่ยวฮอปมักจะอยู่ภายใน 10-100 เมตรโดยอาศัยการขยายรีเลย์ตาข่าย .

การทำงานใน 2 . แถบความถี่ 4GHz: ไวต่อการรบกวนจาก Wi-Fi, บลูทู ธ และอุปกรณ์อื่น ๆ ในแถบความถี่เดียวกันและการเจาะที่อ่อนแอ

แอปพลิเคชั่น: เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมในร่ม, ในท้องถิ่น, อุปกรณ์ที่เข้มข้นเช่นระบบอัตโนมัติอาคารอัจฉริยะ (HVAC, การควบคุมแสง), บ้านอัจฉริยะและเครือข่ายการตรวจสอบอุปกรณ์ในการประชุมเชิงปฏิบัติการโรงงานขนาดเล็ก . เกตเวย์มักจะต้องเชื่อมต่อกับเครือข่ายระดับสูง (เช่น Ethernet, Wi-Fi, 4G)

5. bluetooth / ble:

หลักการ: เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายระยะสั้น, บลูทู ธ คลาสสิกใช้สำหรับอัตราข้อมูลที่สูงขึ้นและ BLE ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้พลังงานต่ำมาก .

คุณสมบัติ:

การใช้พลังงานต่ำมาก (BLE): เหมาะมากสำหรับเซ็นเซอร์ที่ใช้พลังงานจากไมโคร-.

ความนิยมสูง: รวมกันอย่างกว้างขวางในโทรศัพท์มือถือและแท็บเล็ตง่ายต่อการดีบักและอ่านข้อมูลบนไซต์ .

ระยะทางสั้น ๆ : ช่วงทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 10 เมตร (ขยายได้ แต่การใช้พลังงานและการเพิ่มขึ้นของต้นทุน) .

การทำงานใน 2 . แถบความถี่ 4GHz: ไวต่อการรบกวนและการรุกที่อ่อนแอ

แอปพลิเคชัน: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการกำหนดค่าอุปกรณ์ระยะใกล้การดีบักการอ่านข้อมูลหรือการเชื่อมต่อ "มิเตอร์สุดท้าย" ระหว่างเครื่องส่งสัญญาณก๊าซและเกตเวย์/อุปกรณ์พกพาท้องถิ่น . ไม่เหมาะกับโซลูชันการส่งข้อมูลระยะไกลหลัก

6. wi-fi:

หลักการ: เทคโนโลยี LAN ไร้สายความเร็วสูงตามมาตรฐาน IEEE 802 . 11 ชุดมาตรฐาน

คุณสมบัติ:

อัตราข้อมูลสูง: เหมาะสำหรับเครื่องส่งสัญญาณที่ต้องส่งข้อมูลจำนวนมากหรือวิดีโอสตรีม (หายาก) .

ความนิยมสูง: โครงสร้างพื้นฐานเป็นที่แพร่หลาย .

การใช้พลังงานสูง: มักจะไม่เหมาะสำหรับเครื่องส่งสัญญาณที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่เป็นเวลานาน .

การทำงานใน 2 . แถบความถี่ 4GHz/5GHz: 2.4GHz มีความอ่อนไหวต่อการรบกวนและ 5GHz มีการรุกที่อ่อนแอกว่า

ระยะการส่งสัญญาณ จำกัด : ขึ้นอยู่กับความครอบคลุมของ AP .

แอปพลิเคชั่น: ส่วนใหญ่ใช้ในสภาพแวดล้อมในร่มที่มีแหล่งจ่ายไฟที่เสถียรและความครอบคลุม Wi-Fi ที่มีอยู่เพื่อเชื่อมต่อเครื่องส่งสัญญาณบางตัวที่ต้องการแบนด์วิดท์ที่สูงขึ้นหรือสะดวกในการเข้าถึงเครือข่ายไอทีที่มีอยู่ (เช่นเครื่องมือขั้นสูงบางอย่างอุปกรณ์รวมกล้อง) .

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม: มีโครงสร้างโลหะผนังหนาและการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่แข็งแกร่งอื่น ๆ ในสถานที่หรือไม่? ในร่มหรือกลางแจ้ง?

ทอพอโลยีเครือข่าย: จุดต่อจุด? ดาว? ตาข่าย? จำเป็นต้องใช้โหนดกี่โหนด?

ความคุ้มครอง: ครอบคลุมพื้นที่ในพื้นที่ครอบคลุมพื้นที่กว้างหรือความครอบคลุมลึกหรือไม่?

ค่าใช้จ่าย: ค่าฮาร์ดแวร์ราคา (โมดูลไร้สาย), ค่าใช้จ่ายโครงสร้างพื้นฐาน (เกตเวย์), ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน (ค่าธรรมเนียมรายเดือนของซิมการ์ด)?

ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย: การส่งข้อมูลต้องมีการเข้ารหัสในระดับสูงหรือไม่?

โครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่: มีเครือข่ายบางประเภท (เช่นเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ Wi-Fi) บนเว็บไซต์ที่สามารถใช้งานได้หรือไม่?

ใบอนุญาตและข้อบังคับ: การใช้แถบความถี่เป็นไปตามกฎระเบียบในท้องถิ่นหรือไม่?

สรุป:

สำหรับทางไกลแอพพลิเคชั่นเครื่องส่งสัญญาณอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานต่ำและพลังงานแบตเตอรี่, LORA/LORAWAN และ NB-IOT/LTE-M ปัจจุบันเป็นตัวเลือกที่สำคัญที่สุดและเป็นประโยชน์มากที่สุด . ตัวเลือกเฉพาะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นข้อกำหนดการครอบคลุมไม่ว่าจะจำเป็นต้องมีเครือข่ายผู้ประกอบการ

โปรโตคอลย่อยที่เป็นกรรมสิทธิ์ -1 โปรโตคอล GHz ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์อุตสาหกรรมเฉพาะและเป็นผู้ใหญ่และมีเสถียรภาพ .}

ZigBee/Thread เหมาะสำหรับสถานการณ์ในร่มหรือท้องถิ่นพร้อมอุปกรณ์หนาแน่นระยะทางสั้นและเครือข่ายตาข่าย .

BLE ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการดีบักการกำหนดค่าหรือการเชื่อมต่อระยะสั้นกับเกตเวย์/โทรศัพท์มือถือ .

Wi-Fi ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อความเร็วสูงในสภาพแวดล้อมที่มีพลังงานและความครอบคลุมเครือข่าย .

เมื่อเลือกให้แน่ใจว่าได้ทำการประเมินที่ครอบคลุมตามสถานการณ์แอปพลิเคชันเฉพาะและต้องการ .

ความครอบคลุมเครือข่ายและความยืดหยุ่นในการปรับใช้ระหว่าง 4G ถึง Wi-Fi:

4G:

ความครอบคลุมในพื้นที่กว้าง: อาศัยเครือข่ายมือถือ (4G LTE) ของผู้ให้บริการโทรคมนาคมความครอบคลุมนั้นกว้างมากและสามารถใช้งานได้โดยทั่วไปทุกที่ที่มีสัญญาณโทรศัพท์มือถือ .

การปรับใช้อย่างง่าย: อุปกรณ์มีโมดูล 4G ในตัวและซิมการ์ดสามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้โดยไม่จำเป็นต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายเพิ่มเติม (เช่นเราเตอร์) ในพื้นที่ . มันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปรับใช้ในพื้นที่ห่างไกล

การเคลื่อนย้ายที่แข็งแกร่ง: อุปกรณ์สามารถใช้ในการย้าย (เช่นติดตั้งบนยานพาหนะเพื่อตรวจสอบ) .

wifi:

ความคุ้มครองในท้องถิ่น: อาศัย LAN ไร้สาย Wifi ที่สร้างขึ้นเองของผู้ใช้ความครอบคลุมนั้นมี จำกัด (โดยปกติจะอยู่ภายในหลายสิบเมตรถึงหลายร้อยเมตรของเราเตอร์/AP และได้รับผลกระทบอย่างมากจากผนังอุปสรรคและการรบกวน) .}}}

การพึ่งพาเครือข่ายท้องถิ่น: โครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย WiFi ที่มีความเสถียรและเชื่อถือได้ (เราเตอร์, APS, สวิตช์, ฯลฯ .}) จะต้องถูกปรับใช้ล่วงหน้าใกล้กับจุดปรับใช้อุปกรณ์ . ชื่อเครือข่าย (SSID) และรหัสผ่านจำเป็นต้องได้รับการกำหนดค่า.

ตำแหน่งคงที่: อุปกรณ์มักจะถูกปรับใช้ที่ตำแหน่งคงที่ภายในความครอบคลุมของสัญญาณ wifi .

ความน่าเชื่อถือและความมั่นคงของเครือข่ายระหว่าง 4G ถึง Wi-Fi:

4G: อาศัยเครือข่ายโทรศัพท์มือถือสาธารณะ . การเชื่อมต่ออาจถูกขัดจังหวะหรือไม่เสถียรในจุดบอดสัญญาณ (ชั้นใต้ดินพื้นที่ภูเขาระยะไกลโครงสร้างโลหะขนาดใหญ่) ระหว่างความแออัดเครือข่ายหรือเมื่อเครือข่ายของผู้ปฏิบัติงานล้มเหลว . คุณภาพของการครอบคลุมเครือข่ายที่แตกต่างกันอย่างมาก

WiFi: อาศัยเครือข่ายท้องถิ่นที่สร้างโดยผู้ใช้ . ความเสถียรสามารถควบคุมได้มากขึ้น แต่ก็สามารถได้รับผลกระทบจากการรบกวนในท้องถิ่น (อุปกรณ์ WiFi อื่น ๆ , เตาอบไมโครเวฟ, ฯลฯ .), สิ่งกีดขวางทางกายภาพ, เราเตอร์/ประสิทธิภาพ