andgenn Jan 23 2023 at 18:16

Обзор температурных логгеров (датчиков) для сети LoRaWAN

7 min

5.9K

Прогнозирование полигонов ТКО corporate blogWireless technologies*Network hardwareIOT

Review

Логгер – это датчик, отслеживающий температурные режимы и записывающий их во внутреннюю память, специальное устройство, ориентированное не только на измерения, но и на дальнейшую обработку, запись и документирование информации.

Конструкции могут различаться, но в большинстве случаев это компактные портативные или стационарные устройства. В основе - цифровая начинка с обрабатывающим поступающие данных микропроцессором. Он состоит из небольшого корпуса, дополненного дисплеем и органами управления. Важной частью устройства является чувствительный элемент, своеобразный датчик, улавливающий характеристики микроклимата. Оттуда данные отправляются на узлы обработки и отображаются пользователю на экранах.

Основные характеристики логгера

Логгеры, как и любое другое измерительное устройство характеризуется диапазоном измерений. Важно понимать, что чем шире диапазон, тем выше шанс погрешности данных. Обычно средний диапазон температур от -40 до 90 °С. При этом шаг шкалы измерения -оно же разрешение, составляет обычно 0,5 °С.

Очень важно в построении сети LoRaWAN предусмотреть месторасположение оконечных устройств, это позволит определить необходимый способ питания и уровень защищенности.

Поскольку кабельное подключение не всегда возможно, большинство датчиков оснащены возможностью беспроводного питания. В этом случае, необходимо учитывать влияние внешней среды на аккумуляторы так, например, датчик в условиях сурового холода может разрядиться спустя весьма короткий промежуток времени.

Если вернутся к защищенности, то тут нам помогает стандарт IP, который отображает уровень защищенности электроприборов от пыли и влаги.

К основным характеристикам датчиков можно также отнести скорость передачи данных и общую потребляемую мощность. Здесь всё просто, в первом случае – чем больше, тем лучше, во втором - наоборот.

Обзор логгеров

Сделаем обзор на логгеры, которые предлагает российский рынок

Термологгер Вега ТЛ-11

Датчик предназначен для длительного автономного сбора и хранения данных о контролируемых средах (воздух, газы, жидкости, сыпучие материалы, продукты питания). Температура измеряется с помощью двух термисторов, внешнего датчика, подключенного к термологгеру, и встроенного внешнего терморезистора. Значения температуры архивируются в памяти устройства с привязкой ко времени, и как только появится стабильное соединение с сетью LoRaWAN, архивированные данные будут загружены в сеть.

Аккумулятор емкостью 6400 мАч обеспечивает длительное время автономной работы.

Термологгер Вега TL-11 можно использовать в системах, не имеющих возможности быстрой передачи данных в сеть и требующих длительного контроля температуры, например, при перевозке скоропортящихся грузов или когда требуются контролируемые условия перевозки. Попутно устройство записывает значения температуры продукта в свою память, а по достижении пункта назначения загружает сохраненные данные в свою сеть LoRaWAN.

Характеристики:

Питание батарейное от встроенной батареи
Частотные планы RU868, EU868, KZ865 - по умолчанию
Частотные планы IN865, AS923, AU915, KR920, US915 - опция заказа
Возможность задания произвольного частотного плана (на основе EU868)
Объем памяти для накопления пакетов 1300 записей (1275 для прошивки АМ)
Привязка показаний ко времени по внутренним часам
Период сбора данных - раз в 5, 15, 30 минут, 1, 6, 12, 24 часа
Период выхода на связь - раз в 5, 15, 30 минут, 1, 6, 12, 24 часа
Поддержка ADR (Adaptive Data Rate)
Поддержка отправки пакетов с подтверждением (настраивается)
Способ активации OTAA, ABP (настраивается)
Два режима работы «Активный» и «Склад»
Выход на связь при срабатывании датчика вскрытия
Измерение заряда встроенной батареи
Настройка через USB-интерфейс с помощью Vega LoRaWAN Configurator

ICB718В4 Беспроводной датчик температуры с 4 входами

ICB718B4 — это термисторный датчик с 4 входами, используемый в основном для измерения температуры. Собирает данные и отправляйте их на шлюз через LoRaWAN. Полностью совместим с протоколом LoRaWAN. Работает в диапазоне EU868.

Характеристики:

Входная мощность: 2 литиевые батарейки АА 3,6 В ER14505 (3,6 В 2400 мАч/шт.)
Размер: Основной корпус: Длина: 112 мм*Ширина: 65 мм*Высота: 28,8 мм
Длина провода термистора: 1 м
Диапазон температуры окружающей среды от -20 до 55°C
Диапазон измерения температуры среды от -50°C до 200°C
Степень защиты IP67 (Основной корпус)

ICB103 Датчик температуры и влажности LoRaWAN

Датчик температуры и влажности LoRaWAN содержит емкостный чувствительный элемент влажности и высокоточный датчик температуры, подключенный к высокопроизводительному микропроцессору. Сенсор отличается высоким качеством и быстрым откликом. Каждый датчик калибруется на специальном оборудовании. Калибровочные коэффициенты сохраняются в микропроцессоре и вызываются преобразователем во время регистрации сигнала. Небольшой размер датчика, низкое энергопотребление и большая дальность связи делают его идеальным для использования в сетях передачи IoT.

Характеристики:

Процессор ARM 32bit-Cortex-M3 kernel, основная частота: 32MHz.
Скорость передачи данных: 300bps～5.4Kbps.
Рабочая частота: 863MHz~870MHz
Поддержка: LoRaWAN и P2P
Максимальная передаваемая мощность: 17 дБм
Чувствительность: Rx -140 дБм
Общая потребляемая мощность: 5mW
Тип батареи: 3.6V/2700mAh
Рабочая температура: -10 ℃ ~ 55 ℃
Рабочая влажность: 10% ~ 90%
Электропитание: Встроенная батарея
Состояние передачи: 110 мА
Габаритные размеры: 200мм*120мм*42мм
Корпус: IP67

Датчик температуры ICBCOM

Этот датчик измеряет температуру в холодильных и климатических камерах в агропродовольственном и транспортном секторах. Передача данных осуществляется через его сеть LoRaWAN. При возникновении тревоги температура будет немедленно отправлена на удаленный сервер. Датчик температуры прост в использовании, действие основано на магнитном переключателе и соответствующем светодиодном индикаторе для включения/выключения датчика. Данные о температуре можно хранить локально, объединять, сжимать и отправлять по сети LoRaWAN. Эта технология передачи значительно сокращает объем передаваемых данных, тем самым увеличивая автономию датчиков и снижая стоимость подписки. Емкость памяти датчика позволяет хранить данные локально в течение 30 дней на основе одного измерения в час. Применение: холодильники, морозильники, авторефрижераторы, рефрижераторные контейнеры.

Характеристики:

История и хранение данных: память на 30 дней при измерении каждые 60 минут
Диапазон измеряемой температуры: -30 ° C до+ 35 ° C
Погрешность:
- +/- 1 ° C в диапазоне температур от -30 ° C до + 5 ° C
- +/- 0,5 ° C в температурном диапазоне от + 5 ° C до + 35 ° C
Разрешение: 0,1 ° C
Источник питания: 3,6 В / 3600 мАч литиевая батарея
Кабель: 5м
Частота (МГц): 863–870
Мощность передачи (дБм): +14
Чувствительность приемника (дБм): -140
Циклы измерения: 15-минутная настройка по умолчанию, перепрограммируемая с удаленного сервера
Циклы передачи: 60-минутная настройка по умолчанию, перепрограммируемая с удаленного сервера
Сжатие данных: да (дифференциальное кодирование) или нет
Способ активации: активация посредством персонализации (ABP) переадресация (OTAA)
Шифрование данных: AES128
Передача напряжения аккумулятора: настройка каждые 7 дней по умолчанию, перепрограммируемая с удаленного сервера
Автономность работы: в диапазоне температур от + 10 ° C до + 25 ° C> 7 лет
Сжатие данных для пакетного отчета: есть
Класс устройства: A
Монтаж: на двусторонний клей
Корпус: IP66
Огнезащита: UL94-V0BH
Размеры: 100x100x25 мм
Рабочая температура (° C): от -40 ° C до + 40 °
Температура хранения: от + 10 ° C до + 30 ° C; + 20% rH / + 60% rH

LW002-TH Датчик температуры и влажности LoRaWAN

LW002-TH — это передовой технический датчик влажности и температуры, который эффективен и удобен для измерения как температуры, так и влажности. В отличие от современных датчиков температуры и влажности, он имеет встроенный блок питания на 8000 мАч и незаряжаемый аккумулятор. Устройство LW002-TH имеет широкий спектр применения и приложений, поскольку оно подходит для внутренней и внешней среды.

Характеристики:

Источник питания: 4000Аккумулятор мАч, не заряжаемый
Рабочий ток: Макс.150 мА при 20 дБм
Отслеживание движения: Встроенный 9 осевой акселерометр MPU-9250
Режим позиционирования: GPS
LoRa Диапазон: Вплоть до 4 км (на открытой местности)
Tx Power: максимум 19 дБм
Чувствительность: -142.5дБм при SF12 300 бит / с
Рабочая Температура: -40℃ ~ + 70 ℃
Влажность при эксплуатации: 10%~ 90%
Корпус: IP65

ICB718AB Беспроводной датчик температуры и влажности

ICB718AB в основном используется для измерения температуры и влажности. Полностью совместимый с протоколом LoRaWAN, он собирает данные и отправляет их на шлюз через LoRaWAN. Работает в диапазоне EU868.

Характеристики:

Входная мощность: 2 литиевые батарейки АА 3,6 В ER14505 (3,6 В 2400 мАч/шт.)
Рабочий режим: 6,3 мА @3,3 В
Порог низкого напряжения: 3,2 В
Ток в режиме передачи (макс.): 120 мА@3,3 В
Ток в режиме приема (макс.): 11 мА @3,3 В
Размер:
- Основной корпус: Длина: 112 мм*Ширина: 65 мм*Высота: 28,8 мм
- Размер крышки датчика: D: 16 мм*E: 34,5 мм,
Вес: 141 г
Диапазон температуры окружающей среды: от -20°C до 55°C
Диапазон влажности окружающей среды: <90% относительной влажности (без конденсации)
Диапазон измерения температуры: от -20°C до 55°C
Диапазон измерения влажности: от 10% относительной влажности до ~90% относительной влажности
Степень защиты IP: IP64

ICB0715 Беспроводной датчик CO2/Температуры/Влажности

ICB0715 предназначен для контроля качества воздуха в помещении (IAQ), температуры, влажности и уровня CO2 на основе беспроводной связи LoRa. Связь полностью совместима с протоколом LoRaWAN (класс A).

Характеристики:

Входная мощность: 12 В–/1 А
Рабочий ток: 40 мА (RX), 80 мА (TX)
Датчик CO2
- Рабочее напряжение: от 4,5 В– до 5,5 В–
- Рабочий ток: <85 мА
- Точность: +/-{значение})
- Диапазон: 0-5000 ч.н.м.
- Время разогрева: 3 мин
- Время ответа: T <90 с
- Выход: PWM UART
Датчик SHT-30 T/H
- Рабочее напряжение: +3.,3 В
- Диапазон температуры: от -20°C до +40
- Точность измерения температуры: +/-0,8°C
- Диапазон влажности: от 10% относительной влажности до 90% относительной влажности
- Точность измерения влажности: +/-4% относительной влажности @25°C

Таблица сравнения

Сравним логгеры по следующим характеристикам:

Диапазон температур
Рабочая температура
Уровень защищенности
Энергопотребление
Объём встроенных аккумуляторов

Датчик	Диапазон измеряемых температур	Рабочая температура	Уровень защищенности	Энергопотребление	Объём встроенных аккумуляторов
Вега ТЛ-11	-55…+100 °С	-40…+85 °С	IP67	25 мВт	6400 мАч
ICB718B4	-50°C до 200°C	-20 до 55°C	IP67		4800 мАч
ICB103	-10 ℃ ~ 55 ℃		IP67	5 мВт	2700mAh
Датчик компании «ICBCOM»	-30 ° C до+ 35 ° C	-40 ° C до + 40 °	IP 66		3600 мАч
LW002-TH	-40℃ ~ + 70 ℃		IP65		4000 мАч
ICB718AB	от -20°C до 55°C	от -20°C до 55°C	IP64		4800 мАч
ICB0715	от -20°C до +40

Практика использования логгеров показала, что их ценность как индикаторов контроля параметров микроклимата может быть выше, чем у альтернативных приборов. Даже специализированные станции уступают им по некоторым эксплуатационным характеристикам. При этом основное преимущество датчиков температуры в некоторых случаях может заключаться не в точности и диапазоне измерений, а в средствах постобработки. Устройство подготавливает записанную информацию для дальнейшего использования. Такой подход освобождает оператора от лишней работы по регистрации информации и в целом оптимизирует систему управления микроклиматом.