LPWAN低功耗特性 協助生命週期長應用降整體維運成本

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LPWAN-LoRa技術與應用專輯

物聯網智慧應用興起,而其應用價值的呈現,需奠基於高安全、低成本、易管理的低功率廣域網路(LPWAN) 之上;其中的LoRa技術,已開始積極起跑。

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研華科技資深產品經理林裕雄。Advantech

利用物聯網和LPWAN通訊技術,讓停車場業者能遠端蒐集、掌握所有車位使用情況,即可提供停車引導服務,提升客戶停車效率。Advantech

利用物聯網和LPWAN通訊技術,掌握農地溫度、土壤養份、含水量,讓農夫運用科技力量創造高品質的豐碩收成。Advantech

全球對於低功耗廣域網路(LPWAN) 需求增加,其中有使用免費頻譜的SigFox、LoRa,以及3GPP主推、使用授權頻譜的LTE CAT-M和NB-IoT等。

LPWAN如此受矚目,是因為「低功耗」對於生命周期較長的物聯網應用極為重要,許多應用場景內感測器分散各處,例如海上油井設施、農場野放牛隻追蹤等,一旦完成初期部署,接續巡檢維護將十分耗費成本,若在數據傳輸模組電量能涵蓋設備生命周期,將可有效降低應用廠商維護成本與效率。

研華科技資深產品經理林裕雄指出,在工廠內常有傳統水、電、瓦斯三表數據蒐集,雖然傳輸數據較小,但過往機器間傳輸(M2M) 仍高度仰賴2G、 GPRS等傳輸技術,其耗電量高,傳輸裝置電池非常大一顆,對於廠商在後續維護成本較高,因此應用領域就相對受限。

當低功率廣域網路(LPWAN)推出,其低功耗、長距離,資料傳輸小,相當適用於小資料量、長距離的管理應用情境,透過無線傳輸即可將數據傳送到雲端,目前常見應用領域像是路燈管理、停車位管理、農漁牧業數據蒐集等範疇。

智慧城市、停車、農漁牧業 LPWAN用途廣

以停車位管理為例,如果停車場能遠端蒐集、掌握所有車位的使用現況,就可為汽車駕駛人提供車位引導服務,讓客戶更快把車停好。

研華透過LoRaWAN遠距離覆蓋和低功耗特性,讓感測器定時傳遞小量數據封包,讓系統確認車位現狀。

因採用LoRa技術可讓業者減少電池維護成本,同時可在傳輸範圍內,蒐集數百個傳感器節點數據,研華已協助多家業者,藉此提高路邊停車位效率。

林裕雄指出,台灣有不少高經濟加值魚塭養殖業,例如鱘龍魚養殖技術非常複雜,飼主需要定時監控水質、含氧量、PH值、溫度等關鍵數值,避免環境因素影響魚類生長。

但台灣養殖魚塭大多散佈在南部沿海鄉間,或者為了接近良好水源建置於高海拔山間,這些應用場域每個傳輸節點極為分散,同時管理者也無法定期巡檢傳輸設備狀態,但LPWAN的低功耗、長距離、低資料量特性,即非常適合此類戶外物聯網數據收集。

自己基地台自己建 LoRaWAN快速建立私人傳輸網路

台灣雖然有部分電信業者開始投入LPWAN資料傳輸營運服務,但魚塭旁邊訊號比較弱,研華提供LoRa閘道器(Gateway),不需經過雲端伺服器,即可讓使用者可快速建立私人通訊網路,並可一次蒐集500個感測器節點模組數據。

對於使用者的效益,LoRaWAN解決方案單一閘道器在無遮蔽環境,傳輸接收範圍約為10公里,讓使用者不需仰賴相關業者基地台,透過私有LoRa 網路降低使用者月租成本,同時數據不需透過電信業者雲端存儲,可更確保數據傳輸安全。

研華軟硬整合加速LPWAN應用落地

LPWAN適合應用於戶外場域數據蒐集,林裕雄目前研華網路閘道器以室內型為主,但不影響其戶外應用,研華曾經協助客戶使用LoRaWAN進行停車場管理,即將閘道器內置於現場大型票務處理機台內,同時該設備可在工業級寬溫環境下運作,經此即可導入於不同場域。

目前LPWAN相關解決方案眾多,研華與眾多廠商相比,擁有技術涵蓋面與系統整合性的優勢;大部分廠商專注在傳輸模組,研華過去有眾多軟硬整合套件,可協助廠商應用快速落地,例如閘道器內建WISE-PaaS平台,讓客戶可進行遠端設備管理,並提供資料流程邏輯編輯器,讓各種數據可立即以圖表呈現,並可快速開發自己應用。

林裕雄最後補充,LPWAN特性在於低功耗、長距離、低傳輸量、成本敏感應用場域,LPWAN並非萬能,無法取代所有無線傳輸應用,例如部分有高速傳輸需求、即時性,例如影像機器視覺等領域仍須仰賴其他傳輸技術,因此有能力協助廠商解決多類通訊技術的整合,也是印證廠商技術服務實力的關鍵。