Dane od rzeczy? Kilka słów o IoT

Dzięki świadomości wykorzystania potencjału innowacyjnych technologii mamy obecnie do czynienia ze swoistym napędzaniem cyfrowej transformacji i przyspieszeniem odbywającej się czwartej rewolucji przemysłowej.

Profesjonalne sieci telekomunikacyjne, zwane sieciami komórkowymi, mając tego świadomość oferują na dzień dzisiejszy powszechny zasięg najnowszych technologii, który może być nawet skalowalny w zależności od potrzeb. Posiadając dojrzały ekosystem, w skład którego wchodzą współpracujące urządzenia (zazwyczaj różnych dostawców), tworzą solidny fundament dla zastosowań modułów IoT praktycznie w każdej dziedzinie gospodarki. Pracując w licencjonowanych pasmach i posiadając wdrożony system zarządzania jakością usług, gwarantują dziś minimalizowanie ryzyka niepowodzenia wdrożeń IoT, poprzez efektywne przydzielenie zasobów sieciowych. Innymi gwarantami jest bezpieczeństwo, łagodzenie zakłóceń i przeciążeń sieci.

Współczesne sieci komórkowe odziedziczyły i rozwinęły sprawdzone funkcje bezpieczeństwa i uwierzytelniania, spełniające najbardziej rygorystyczne wymagania wielu aplikacji o wysokim poziomie bezpieczeństwa. To pozwala nam myśleć o bezpiecznym i powszechnym zastosowaniu rozwiązań IoT w różnych dziedzinach gospodarki i życia.

Schemat 1. Koncepcja rozwiązań loT dla branży wodnej z użyciem modułów w technologii Cat.M1 lub NB-IoT firmy PLUM (opracowanie własne)

Smart-ne technologie jutra już dziś. Skąd pojawiają się nowe możliwości?

Zapotrzebowanie na inteligentne technologie rośnie na całym świecie, ale aby przemysł osiągnął swój potencjał, musi zająć się krytycznymi problemami. Z pomocą przychodzi wydany przez 3GPP wersji 13 zestaw dwóch uzupełniających się standardów technologii: LTE Cat.M1 (eMTC) i wąskopasmowej NB-IoT (z ang. narrow band - internet of things). Technologie te są łącznie określane jako LTE IoT. Zarówno Cat.M1, jak i NB-IoT zostały zoptymalizowane pod wieloma względami i obecnie dają możliwość penetracji sygnału radiowego do trudnych lokalizacji, zdecydowanego ograniczenia konsumpcji energii, i wyższego poziomu gęstości instalowanych urządzeń. Standardy te, współistniejąc z innymi usługami LTE, stają się elementem sieci 5G, czego potwierdzeniem jest mapa drogowa dla technologii 5G zawarta w kolejnej 14 specyfikacji 3GPP.

Jaką funkcjonalność powinny właściwie zapewniać nowe standardy, aby umożliwić przyszłościową i niezawodną łączność modułów IoT?

Jest nią zdecydowane  skuteczniejsza penetracja sygnału. Umożliwia to poszerzenie oferty urządzeń radzących sobie z emisją sygnału z trudno dostępnych lokalizacji, takich jak piwnice, studnie wodomierzowe i inne podziemne lokalizacje punktów pomiaru przepływu wody.

Wydajna i skuteczna komunikacja zapewnia prawidłowe funkcjonowanie inteligentnych urządzeń IoT. Miarą skuteczności tej łączności radiowej jest parametr opisujący dopuszczalną utratę sygnału pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem zwanym MCL dla wciąż utrzymanego łaczą. Dla przedstawianych nowych technologii wynosi odpowiednio 156 db dla Cat.M1 oraz 166 db dla NB-IoT. Dla porównania dla technologii sieci 2G wynosił 144 db.

Kolejną ważną funkcjonalnością nowych standardów są ustandaryzowane procedury pracy mikromocowej, umożliwiającej szybką gotowość do wysyłania pakietów danych. Najnowsze wydania standardu wprowadzają nowy niskoenergetyczny moduł radioodbiorczy, umożliwiający szybsze wybudzenie z trybu PSM. Ograniczenie konsumpcji energii jest tu najbardziej zauważalne, szczególnie gdy ograniczymy ilość transmitowanych danych do niezbędnego minimum.  Specyfikacje są optymalne do rozwiązań zasilanych z baterii, mogących pracować nawet dłużej niż 10 lat. Pozwala również w trybie zasilania bateryjnego stosunkowo często transmitować pakiety danych pozyskane z urządzeń pomiarowych takich jak przepływomierze, wodomierze, czujniki ciśnienia, jakości.

Schemat 2. Możliwości generowania przez zastosowanie nowoczesnych chipów radiowych (opracowanie własne)

Należy minimalizować ryzyko w całym cyklu życia wdrożenia, zwłaszcza gdy rozwiązania IoT szerokie zastosowanie znajdują  w segmencie użyteczności publicznej. Wprowadzenie nowych standardów w licencjonowanych sieciach komórkowych pozwala na opracowanie konstrukcji nowej generacji urządzeń IoT, które przełamią obecną ocenę rachunku ekonomicznego ich masowego stosowania.

PLUM Sp. z o.o. - projektant i producent elektroniki przemysłowej 

WES Sp. z o.o. jest dystrybutorem urządzeń i systemów monitoringu produkowanych przez PLUM. Nasi inżynierowie dobiorą rozwiązania techniczne dopasowane do specyfiki działania Przedsiębiorstwa Wodociągowego.
Kontakt: Jerzy Rogowski +48 518 294 820, j.rogowski@wes.info.pl

fot. Plum

Tagi: smart metering, moduły telemetryczne, wodomierze, stacjonarne systemy odczytów, zakłady wodociągowe, internet rzeczy, loT