Интеллектуальные системы учета, интеллектуальное сельское хозяйство, отслеживание активов: какая категория подходит моему проекту и как выбрать модуль?

Сценарии применения технологии LoRa в Индии весьма разнообразны, но требования к модулям для разных приложений существенно различаются. Отдаёт ли ваш проект приоритет сверхдлительному времени ожидания, сверхбольшому расстоянию или возможностям глобального отслеживания?

В этой статье основное внимание будет уделено трем основным сценариям применения, которые помогут вам определить, к какой категории относится ваш проект, и как выбрать наиболее подходящий модуль LoRa .

Интеллектуальные системы учёта и промышленные приложения: в основе лежат «долговечность» и «проникновение»

Какие основные сложности возникают при реализации таких проектов, как интеллектуальные счётчики воды и электроэнергии? Во-первых, батарея должна прослужить 10–15 лет. Во-вторых, она должна передавать данные из мёртвых зон, таких как подвалы и металлические шкафы.

Как добиться сверхдлительного времени работы в режиме ожидания?

Ключевым фактором является ток спящего режима модуля. Такие модули, как LoRa-STM32WLE5,  могут поддерживать ток спящего режима менее 1 мкА, что имеет решающее значение для десятилетнего срока службы батареи.

Как обеспечить проникновение сигнала?

Это зависит от чувствительности приёмника. Максимальная чувствительность от -141 дБм до -148 дБм означает, что модуль может «слышать» очень слабые сигналы.

Особое примечание: Для крупномасштабных проектов, включающих сотни тысяч устройств, стабильность прошивки модуля даже важнее, чем его аппаратные характеристики. Стоимость выезда специалистов для обслуживания на месте чрезвычайно высока. Поэтому выбор модуля с обширным опытом крупномасштабного развертывания и зрелым программным обеспечением позволяет сэкономить на будущих операциях и обслуживании.

Умное сельское хозяйство — как охватить самые большие сельскохозяйственные угодья с наименьшим количеством проходов?

При развертывании датчиков на обширных сельскохозяйственных угодьях всегда важно использовать как можно меньше шлюзов для снижения затрат. Ключевым фактором для достижения этой цели является максимальное расстояние связи.

Очень экономически эффективная стратегия — использовать асимметричную архитектуру:

• Со стороны шлюза : питание от электросети, поэтому энергопотребление не так важно. Здесь можно использовать мощный модуль +33 дБм (например, LoRa126XF30 ), который действует как мегафон для максимального покрытия.

• Сторона датчика : питание от аккумуляторов, что делает энергопотребление критически важным. Здесь используется стандартный модуль питания +22 дБм (например, серия LoRa126X ). Это обеспечивает передачу данных на шлюз с экономией энергии.

Такой подход гарантирует покрытие и продлевает срок службы батарей огромного количества датчиков.

Отслеживание активов — как обеспечить «постоянную глобальную» связь?

Отслеживание активов в международных грузоперевозках (например, отслеживание контейнера) — сложная задача, поскольку актив может находиться где угодно: в некоторых местах есть наземные сети LoRaWAN, а в других наземное покрытие отсутствует вовсе.

Какое решение? Ответ — выбрать интегрированный модуль «всё в одном», например, на базе чипа Semtech LR1121. Этот чип представляет собой маломощный приёмопередатчик LoRa с большим радиусом действия, поддерживающий несколько частотных диапазонов, что позволяет использовать различные способы подключения на одной аппаратной платформе:

• Sub-GHz LoRa : поддерживает диапазон 150–960 МГц для доступа к локальным наземным сетям LoRaWAN.

• 2,4 ГГц LoRa : использует глобально доступный диапазон ISM для наземной связи без региональных ограничений.

• S-Band LoRa : поддерживает связь по восходящей линии связи с низкоорбитальными (LEO) спутниковыми группировками по протоколу LoRa (например, Lacuna Space, EchoStar Mobile и т. д.). Это обеспечивает связь в районах без наземных сетей, например, в океанах и пустынях, при условии наличия совместимого спутникового покрытия.

• Функциональность позиционирования : модуль предоставляет интерфейсы для сканирования GNSS и Wi-Fi (например, анализ MAC-адресов) для получения информации о местоположении, но требует внешних антенн и соответствующих схем.

Интегрированная конструкция снижает потребность системы в нескольких отдельных радиочастотных интерфейсах, что способствует снижению стоимости материалов и упрощению процесса сертификации радиочастот. Динамический выбор канала связи (например, отдавая приоритет наземным сетям и включая спутниковый канал только при необходимости) также позволяет оптимизировать общее энергопотребление.