คู่มือการเลือกเซ็นเซอร์ระดับไร้สาย: NB-IoT เทียบกับ LoRa เทียบกับ WiFi เทียบกับ 4G สำหรับการตรวจสอบถังระยะไกล

การแนะนำ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของ Industrial IoT (IIoT) ระบบตรวจสอบระดับแบบมีสายแบบเดิมจะค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยเซ็นเซอร์ระดับไร้สาย สำหรับถังระยะไกล อ่างเก็บน้ำ ถังเชื้อเพลิง ถังเก็บสารเคมี และระบบน้ำเพื่อการเกษตร เทคโนโลยีไร้สายช่วยให้สามารถติดตาม-ระดับเวลาจริงได้โดยไม่ต้องติดตั้งสายไฟที่ซับซ้อน

เซ็นเซอร์ระดับไร้สายคืออะไร?

A เซ็นเซอร์ระดับไร้สายเป็นอุปกรณ์ตรวจวัดทางอุตสาหกรรมที่ผสมผสานเทคโนโลยีการตรวจจับระดับเข้ากับความสามารถในการสื่อสารไร้สายเพื่อส่งข้อมูลระดับถังจากระยะไกลโดยไม่ต้องใช้สายเคเบิลทางกายภาพ

ระบบตรวจสอบระดับไร้สายทั่วไปประกอบด้วย:

• เซ็นเซอร์ระดับ (ความดัน เรดาร์ อัลตราโซนิก ฯลฯ)
• โมดูลการสื่อสารไร้สาย (NB-IoT, LoRa, 4G, WiFi)
• แพลตฟอร์มคลาวด์
• แอพมือถือหรือซอฟต์แวร์ตรวจสอบ

การเลือกวิธีการสื่อสารไร้สายที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากเทคโนโลยีที่แตกต่างกันมีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกันในแง่ของความครอบคลุม การใช้พลังงาน ต้นทุนการติดตั้ง และสภาพแวดล้อมการใช้งาน

ตัวเลือกการสื่อสารไร้สายที่พบบ่อยที่สุดสี่ตัวเลือกสำหรับการตรวจสอบถังระยะไกล ได้แก่ NB-IoT, LoRa/LoRaWAN, WiFi และ 4G

1. NB-เซ็นเซอร์ระดับไร้สาย IoT

ดีที่สุดสำหรับ: การตรวจสอบระยะไกลด้วยการใช้พลังงานต่ำและสัญญาณเซลลูลาร์ครอบคลุมในวงกว้าง

NB-IoT (Narrowband Internet of Things) เป็นเทคโนโลยี IoT บนมือถือที่ออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชัน-พลังงานต่ำในพื้นที่กว้าง- ใช้เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่มีอยู่ ซึ่งช่วยให้เซ็นเซอร์ระดับไร้สายสามารถสื่อสารโดยตรงกับระบบคลาวด์โดยไม่ต้องใช้เกตเวย์เพิ่มเติม

ข้อดีของ NB-IoT:

การใช้พลังงานต่ำ
เซ็นเซอร์ NB-IoT เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่- เซ็นเซอร์สามารถทำงานได้นานหลายปีโดยมีช่วงการวัดและการส่งผ่านที่เหมาะสมที่สุด

ครอบคลุมกว้าง
เนื่องจากใช้โครงสร้างพื้นฐานแบบเซลลูลาร์ NB-IoT จึงสามารถให้การสื่อสารที่เชื่อถือได้ในพื้นที่ห่างไกลหลายแห่งซึ่งโซลูชันเครือข่ายแบบเดิมใช้งานยาก

ไม่จำเป็นต้องมีเกตเวย์
เซ็นเซอร์แต่ละตัวเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายเซลลูลาร์ ช่วยลดความซับซ้อนในการติดตั้งและค่าบำรุงรักษา

การใช้งานทั่วไป:

• การตรวจสอบระดับถังเก็บน้ำ
• การจัดการน้ำอย่างชาญฉลาด
• อ่างเก็บน้ำระยะไกล
• รถถังใต้ดิน
• ระบบตรวจสอบยูทิลิตี้

ข้อจำกัด:

ต้องการความพร้อมใช้งานของเครือข่าย NB-IoT

ไม่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์-บ่อยครั้ง

2. เซ็นเซอร์ระดับไร้สาย LoRa / LoRaWAN

เหมาะสำหรับ: สิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่ที่มีเซ็นเซอร์หลายตัวและเครือข่ายไร้สายส่วนตัว

LoRa (ระยะไกล) เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายพลังงานต่ำ-ที่ออกแบบมาเพื่อการรับส่งข้อมูลระยะไกล- เครือข่าย LoRaWAN มักใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม ฟาร์ม และแอปพลิเคชันเมืองอัจฉริยะ ซึ่งเซ็นเซอร์หลายตัวจำเป็นต้องสื่อสารผ่านเกตเวย์ในพื้นที่

ข้อดีของ LoRa:

ระยะการส่งข้อมูลยาว
LoRa ให้ช่วงการสื่อสารที่ยอดเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมเปิด เช่น ฟาร์ม อ่างเก็บน้ำ และพื้นที่อุตสาหกรรม

ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ-
ความต้องการพลังงานต่ำทำให้เหมาะสำหรับเซ็นเซอร์ระดับไร้สายที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่-

การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์หลายตัว
เกตเวย์ LoRaWAN หนึ่งตัวสามารถรองรับเซ็นเซอร์ไร้สายได้หลายตัว ทำให้คุ้มค่า-สำหรับเครือข่ายการตรวจสอบขนาดใหญ่

การใช้งานทั่วไป:

• การตรวจสอบถังเก็บหลายถัง
• ระบบชลประทานการเกษตร
• การตรวจสอบน้ำเสีย
• เครือข่าย IoT ทั่วทั้งโรงงาน-

ข้อจำกัด:

ต้องใช้เกตเวย์ LoRa

การใช้งานเครือข่ายอาจต้องมีการวางแผนเพิ่มเติม

3. เซ็นเซอร์ระดับไร้สาย WiFi

เหมาะสำหรับ: การใช้งานภายในอาคารที่มีเครือข่ายไร้สายที่มีอยู่

WiFi เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายที่พบบ่อยที่สุด ให้การส่งข้อมูลความเร็วสูง-และสามารถใช้ได้อย่างกว้างขวางในอาคาร โรงงาน และสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัย

ข้อดีของอินเตอร์เน็ตไร้สาย:

ความเร็วในการส่งข้อมูลสูง
WiFi รองรับการสื่อสารที่รวดเร็วและเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการอัปเดตข้อมูลบ่อยครั้ง

บูรณาการง่าย
สิ่งอำนวยความสะดวกส่วนใหญ่มีเครือข่าย WiFi อยู่แล้ว ซึ่งทำให้ความต้องการโครงสร้างพื้นฐานเพิ่มเติมลดลง

ต้นทุนการสื่อสารต่ำ
ไม่จำเป็นต้องสมัครสมาชิกข้อมูลเซลลูลาร์เมื่อใช้เครือข่ายที่มีอยู่

การใช้งานทั่วไป:

• ถังเก็บน้ำในร่ม
• สร้างระบบน้ำ
• การตรวจสอบ HVAC
• แอพพลิเคชั่นบ้านอัจฉริยะ

ข้อจำกัด:

การใช้พลังงานสูงกว่าเมื่อเทียบกับ NB-IoT และ LoRa

ระยะการสื่อสารที่จำกัด

การลดทอนสัญญาณที่เกิดจากผนังและโครงสร้างโลหะ

4. 4G เซ็นเซอร์ระดับไร้สาย

ดีที่สุดสำหรับ: การตรวจสอบแบบเรียลไทม์-ซึ่งต้องการการสื่อสารที่รวดเร็ว

4G ให้การสื่อสารเคลื่อนที่-ด้วยความเร็วสูง และเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการรับส่งข้อมูลบ่อยครั้ง การกำหนดค่าจากระยะไกล และการแจ้งเตือนแบบเรียลไทม์-

ข้อดีของ 4G:

การส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์-
4G ช่วยให้เกิดการสื่อสารที่รวดเร็วระหว่างเซ็นเซอร์ แพลตฟอร์มคลาวด์ และระบบตรวจสอบ

ความพร้อมใช้งานที่กว้างขวาง

เครือข่าย 4G มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายทั่วโลก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลายประเภท

ไม่จำเป็นต้องมีเกตเวย์ท้องถิ่น

เช่นเดียวกับ NB-IoT เซ็นเซอร์ 4G สามารถเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตโดยตรงผ่านเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่

การใช้งานทั่วไป:

• การตรวจสอบถังน้ำมันเชื้อเพลิง
• การตรวจสอบการจัดเก็บสารเคมี
• อุปกรณ์อุตสาหกรรมระยะไกล
• ระบบจ่ายน้ำฉุกเฉิน

ข้อจำกัด:

การใช้พลังงานที่สูงขึ้น

ต้องใช้ซิมการ์ดและแผนบริการข้อมูลเซลลูลาร์

NB-การเปรียบเทียบ IoT กับ LoRa กับ WiFi กับ 4G

จะเลือกเซ็นเซอร์ระดับไร้สายที่เหมาะสมได้อย่างไร

วิธีการสื่อสารไร้สายที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:

1. สถานที่ติดตั้ง

สำหรับพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีโครงสร้างพื้นฐานแบบมีสาย โดยปกติแล้วจะเลือกใช้ NB-IoT หรือ 4G

2. จำนวนจุดติดตาม

สำหรับถังหลายสิบหรือหลายร้อยถังภายในไซต์เดียว LoRaWAN สามารถลดต้นทุนการติดตั้งได้

3. ความพร้อมใช้งานของพลังงาน

สำหรับเซ็นเซอร์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่- NB-IoT และ LoRa เป็นตัวเลือกที่ดีกว่าเนื่องจากใช้พลังงานน้อยลง

4. ข้อกำหนดความถี่ข้อมูล

สำหรับการอัปเดตบ่อยครั้งและการเตือนแบบเรียลไทม์- 4G หรือ WiFi จะให้การสื่อสารที่รวดเร็วยิ่งขึ้น

บทสรุป

ไม่มีเทคโนโลยีไร้สายใดที่เหมาะกับทุกแอปพลิเคชันตรวจสอบรถถังระยะไกล

• NB-IoT เหมาะอย่างยิ่งสำหรับ-พลังงานต่ำและการตรวจสอบระยะไกล-ระยะไกล
• LoRa/LoRaWAN เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเครือข่ายเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่-
• WiFi ทำงานได้ดีสำหรับการใช้งานภายในอาคารกับเครือข่ายที่มีอยู่
• 4G LTE ให้การสื่อสารที่รวดเร็วและเชื่อถือได้สำหรับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์-

ด้วยการรวมเทคโนโลยีการวัดระดับความแม่นยำสูง-เข้ากับวิธีการสื่อสารไร้สายที่เหมาะสม เซ็นเซอร์ระดับไร้สายจึงมอบโซลูชันที่ยืดหยุ่น คุ้มค่า{1}} และเชื่อถือได้สำหรับการตรวจสอบถังอุตสาหกรรมสมัยใหม่

คำถามที่พบบ่อย 5 อันดับแรกเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ระดับไร้สาย

1. เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายที่ดีที่สุดสำหรับเซ็นเซอร์ระดับคืออะไร?

ไม่มีตัวเลือกสากลที่ดีที่สุดเพราะวิธีการสื่อสารในอุดมคตินั้นขึ้นอยู่กับการใช้งาน การเลือกควรพิจารณาสถานที่ ความพร้อมใช้งานของพลังงาน ความถี่ข้อมูล และสภาพเครือข่าย

2. เซ็นเซอร์ระดับไร้สายสามารถส่งข้อมูลได้ไกลแค่ไหน?

ระยะการส่งข้อมูลขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการสื่อสารและสภาพแวดล้อมการติดตั้ง

ลักษณะทั่วไป:

หมายเหตุ-IoT: การครอบคลุมสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่ในวงกว้างผ่านเครือข่ายที่มีอยู่

LoRaWAN: หลายกิโลเมตรในพื้นที่เปิดโล่ง ขึ้นอยู่กับเสาอากาศและสภาพแวดล้อม

WiFi: โดยปกติจะเหมาะสำหรับการสื่อสารภายในอาคารระยะสั้น-

4G: ใช้เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่และสามารถครอบคลุมพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ขนาดใหญ่ได้

สำหรับถังระยะไกล เทคโนโลยีเซลลูลาร์ เช่น NB-IoT และ 4G มักเป็นที่ต้องการมากกว่า เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้เกตเวย์ในเครื่อง

3. แบตเตอรี่ของเซ็นเซอร์วัดระดับไร้สายมีอายุการใช้งานนานเท่าใด?

อายุการใช้งานแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:

ความถี่ในการวัด

ช่วงเวลาการส่งข้อมูล

วิธีการสื่อสารไร้สาย

อุณหภูมิสิ่งแวดล้อม

การใช้พลังงานของเซ็นเซอร์

สำหรับแอปพลิเคชันที่ใช้พลังงานต่ำ-ที่ใช้การสื่อสาร NB-IoT หรือ LoRa โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์ระดับไร้สายที่กำหนดค่าอย่างเหมาะสมสามารถทำงานได้หลายปีโดยไม่ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่

4. เซ็นเซอร์ระดับไร้สายสามารถใช้กลางแจ้งได้หรือไม่?

ใช่. เซ็นเซอร์วัดระดับไร้สายทางอุตสาหกรรมได้รับการออกแบบสำหรับสภาพแวดล้อมกลางแจ้งเมื่อติดตั้งการป้องกันที่เหมาะสม

5. ฉันควรเลือกเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิกหรือเซ็นเซอร์ระดับเรดาร์หรือไม่

ทางเลือกขึ้นอยู่กับสื่อและสภาพการทำงาน การเลือกเทคโนโลยีการตรวจจับที่ถูกต้องมีความสำคัญพอๆ กับการเลือกวิธีการสื่อสารไร้สาย ดูบทความก่อนหน้าที่นี่.

เกี่ยวกับผู้เขียน

Senior Application Engineer ที่ MACSENSOR

Wang Lei เป็นวิศวกรการประยุกต์ใช้เซนเซอร์อาวุโสที่ MACSENSOR ซึ่งเชี่ยวชาญด้านการวัดแรงดันทางอุตสาหกรรม การตรวจสอบระดับ และโซลูชันการตรวจจับ IoT แบบไร้สาย ด้วยประสบการณ์ 12 ปีในการใช้งานเครื่องมือวัดในกระบวนการ เขาช่วยลูกค้าพัฒนาโซลูชันการตรวจวัดแบบกำหนดเองมากกว่า 300 รายการในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การบำบัดน้ำ ปิโตรเคมี การจัดการเชื้อเพลิง เกษตรกรรม และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

ความเชี่ยวชาญของเขาครอบคลุมถึงการเลือกเซ็นเซอร์ระดับไร้สาย ระบบตรวจสอบถังระยะไกล เทคโนโลยีการวัดระดับความดันและเรดาร์ และโซลูชันการสื่อสารทางอุตสาหกรรม เขามีส่วนร่วมในการออกแบบระบบตรวจสอบสำหรับอ่างเก็บน้ำระยะไกล ถังเก็บ และอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่การรับส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้และ-การดำเนินงานในระยะยาวถือเป็นสิ่งสำคัญ

Wang Lei สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีสาขาวิศวกรรมระบบอัตโนมัติ และทุ่มเทในการใช้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์และโซลูชัน IoT เชิงอุตสาหกรรม เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการวัด ประสิทธิภาพการดำเนินงาน และการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลสำหรับลูกค้าทั่วโลก