Saimnieks LV / 2021.gads (Marts.)

Vai esat skaitījuši, cik un kādas bezvadu ierīces savā ikdienā izmantojat? TV pultis, mobilais tālrunis, austiņas, datora pele un klaviatūra ir ierastas lietas, arī vārtu un durvju atvēršanas pultis un bezvadu apsardzes sensori ir pašsaprotams bezvadu risinājums. Mazliet vairāk jāiedziļinās tehniskajos parametros, vai āra apstākļos strādās un signāls būs pietiekams, kad izvēlamies bezvadu laika apstākļu stacijas, video kameras, ūdensapgādes un apkures iekārtas  un dažādus industriālus risinājumus.

Bezvadu sensoru un iekārtu galvenā priekšrocība – nav nepieciešami vadu savienojumi un baterija strādā ilgi (2–5 gadus). Otra svarīga priekšrocība – sistēma informē par notikumiem (saņemam e-pastu, SMS ar skaņas vai gaismas signālu). Treškārt, vari apkopot un uzkrāt datus, kas pēc tam noder ražošanas procesu izvērtēšanai.

Tad kāpēc visi šādas iekārtas neskrien iegādā-ties, ja viss ir tik labi? – Gluži vienkārši lietotājam nav pietiekami daudz informācijas ne par kopē-jām izmaksām, ne kā izvēlēties un pilnvērtīgi izmantot iekārtas. Tāpat ir šaubas, vai sistēmu varēs mainīt/papildināt un vai var pieslēgt eso-šas ražošanas iekārtas.

Tomēr, ja esi nolēmis ražošanas uzlabošanai un kontrolei atrast piemērotu bezvadu risinājumu, galvenā uzmanība jāpievērš tam, kāds ir piedāvātais bezvadu datu pārraides veids. Tas noteiks, kādā attālumā iekārta strādās, cik daudz un ātri var atsūtīt informāciju un kāda būs risinājuma uzbūve.

Mums visiem ir labi zināmi Bluetooth, WIFI un GSM datu pārraides veidi. Taču industriālajos risinājumos tiek dota priekšroka LoRaWAN, Sigfox un NB-IOT.

Populārākie datu pārraides veidi pēc datu ātruma & enerģijas patēriņa un darba zonas.

Bluetooth/BLE ir iekarojis sadzīves un gadžetu pasauli. Piemērots tikai tuvai distancei ~50 m. Datus var sūtīt bieži (ik pa sekundei), un ir mazs enerģijas patēriņš. Pārsvarā izmanto arī kalpo kā iekārta, kurā ir aplikācija vai programmatūra datu apstrādei. Bluetooth industriālos risinājumos praktiski neizmanto, tas turpina iekarot patēriņa preču tirgu.

WIFI – par šo datu pārraides veidu, tāpat kā par Bluetooth, zina gandrīz visi. Bez vadiem WIFI iekārtas plaši neizmanto, jo tās patērē daudz enerģijas un biežā uzlādēšana mazina ierīces vērtību lietotāja acīs. Tāpēc aktuālākas ir pie vada pieslēgtas WIFI iekārtas. Signāla stiprums un darba zona atkarīga no pakalpojuma sniedzēja zonas. WIFI sensori nav lēti, bet ir izdevīgs risinājums, ja ir WIFI pieslēgums un nepieciešami daži mērījumu punkti. WIFI ļoti plaši izmanto drošības kamerās, gudrās mājas risinājumos, bet ne industriālam pielietojumam.

GSM, t.i., 2G/3G/4G patērē daudz enerģijas, datu pārraide ir dārga. Ir jāmaksā mēneša maksa par katru SIM karti un izmantoto datu apjomu. Signāla stabilitāte ir atkarīga no telekomunikācijas pakalpojuma pieejamības atrašanās vietā. Datu pārraide notiek caur publisko mobilo sakaru torni. Šis risinājums ir izdevīgs, ja objekti ir izkaisīti lielā attālumā viens no otra, piem., atsevišķi objekti pa visu Latviju. GSM bezvadu iekārtas daudz tiek izmantotas īpašumu apsardzes jomā. Jo signāls par ārkārtas situāciju tiek nosūtīts dažu sekunžu laikā. Neskatoties uz izmaksām vai augsto enerģijas patēriņu, šo datu pārraides veidu industrijā vēl joprojām izmanto pietiekami daudz.

LoRaWAN datu pārraides tīkls palīdz strauji attīstīt lietu internetu. Šis datu pārraides veids ir atrisinājis daudzas neērtības ar iepriekšminētajiem datu pārraides veidiem. LoRaWAN ir zemas frekvences, zema enerģijas patēriņa un plaša lauka datu pārraides tīkls (LowPowerWideArea). Tas ir ekonomisks visos aspektos – ierīces ir lētas, pārraides maksa maza, LoRaWAN var pārraidīt signālu vairākus 100 km atkarībā no LoRaWAN vārtejas novietojuma. Latvijā pārbaudīts un stabili darbojas LoRaWAN iekārtas signāls 5 km rādiusā. Pie mums nav publiska LoRaWAN tīkla, bet ir daudz privātu tīklu. Jebkurš, uzstādot LoraWAN vārteju savā saimniecībā, var izveidot privātu tīklu. Laukā un iekštelpās varam izvietot dažādus LoRaWAN mērīšanas-kontroles-uzskaites punktus – inventāra izsekošanai, dažādu parametru mērīšanai un patēriņa skaitīšanai, vides mērījumiem, vairāk par 1000 punktiem pie vienas vārtejas. Vēl svarīgi, ka, izmantojot standarta LoRaWAN, varat iegādāties un miksēt dažādu ražotāju LoRaWAN sensorus/iekārtas. Normālā darba režīmā informācija tiek sūtīta ik pa 5–10 minūtēm vai retāk, tikai avārijas normas situācijās sensors sūtīs ziņu nekavējoties. Pateicoties LoRaWAN priekšrocībām, rūpnīcas, noliktavas, lauksaimniecības un transporta nozares uzņēmumi pārrauga savus resursus ar bezvadu iekārtu palīdzību.

Sensoru datu pārraide LoRaWAN, NB-IOT, WIFI, BLE tīklos.

Sigfox ir līdzīgs LoRaWAN tīklam. Lietotājam nav būtiski, vai tiek izmantots Sigfox vai LoRaWAN datu pārraides veids. Mūsu valstī nav guvis plašu pielietojumu.

NB-IOT datu pārraides veids ir līdzīgs kā GSM iekārtām (ar SIM karti). Katrā sensorā/iekārtā tiek ievietota NB-IOT karte un datu pārraide notiek caur izvēlēto mobilo sakaru pakalpojuma sniedzēju. Tomēr būtiska ir atšķirība, proti, šīs kartes mēneša maksa mērāma centos, nevis eiro. Turklāt NB-IOT sensors patērē daudz mazāk enerģijas, t.i., baterija kalpo daudz ilgāk (līdz pat 10 gadiem). NB-IOT datu pārraidi Latvijā piedāvā visi mobilo sakaru operatori, taču, tā kā tas ir salīdzinoši jauns pakalpojums, tad pašlaik pieejams tikai nelielā Latvijas teritorijā. Izmantojot NB-IOT uzraudzībai, tā signālu par ārpusnormas gadījumu var nosūtīt pāris sekunžu laikā. Tāpat kā LoRaWAN, arī NB-IOT ir datu pārraides veids, kas tiek strauji attīstīts un noteikti būs aktuāls tuvākajā nākotnē. Jāpiebilst, ka dažādu ražotāju NB-IOT (tāpat kā LoRaWAN) ierīces ir savietojamas vienā sistēmā, ļaujot nebūt atkarīgam no viena piegādātāja.

Mana pieredze rāda, ka bezvadu risinājumi ļauj ietaupīt lielu daļu resursu un padarīt ikdienu ērtāku. Labs piemērs ir produktu vai izejvielu noliktavas, kur iepriekš klimata parametrus regulāri pārbaudīja un pierakstīja kāds no personāla. Jau gadu personāla vietā to dara bezvadu sensori, un ieguvums ir daudz lielāks nekā 20 personāla darba stundas mēnesī. Tiek iegūta objektīva un ātri pieejama informācija/atskaites, ārkārtas situācijā ziņa tiek saņemta nekavējoties, nevis novēloti. Ierīces nekļūdās, nav darba pārtraukumu, kā tas mēdz būt ar darbiniekiem.

l – piemērots pielietojums; m – vidēji piemērots;    – neizmanto.

Līdzīgs piemērs ir līmeņa kontrole. Sensori nepārtraukti seko, vai akā (tvertnē, baseinā, grāvī, kanalizācijā u.tml.) ir pieļaujamais līmenis, aizpildījums un plūsma. Ja akā ir uzkrājušās smiltis vai kāda iemesla dēļ mainījies līmenis, nekavējoties tiek sūtīta informācija, lai veiktu atbilstošus darbus. Iepriekš tika patērēts laiks, personīgi apskatot un izvērtējot situāciju, bet šobrīd iekārtas strādā attālināti, ļaujot pievērst uzmanību pārējiem darbiem.

Mūsdienās bezvadu risinājumus ievieš ne tikai tāpēc, ka ir piedzīvotas avārijas situācijas un nākotnē vēlas no tām izvairīties. Uzņēmēji arvien vairāk novērtē savu laiku un objektīvi iegūto informāciju, kas ļauj analizēt situācijas un pieņemt lēmumus. Sadarbības partneri un klienti dod priekšroku tiem uzņēmumiem, kas savā saimniecībā izmanto progresīvas tehnoloģijas.