分布式数据采集系统(Distributed data acquisition system)是相对于集中式数据采集系统而言的。典型的集中式数据采集系统,如CSI的CR800、CR1000数据采集系统、NI DAQ基于PC的数据采集系统,几十米甚至几百米范围内的传感器原始信号通过电缆和开关模块,传输到采集中心,由采集中心的采集模块完成A/D转换或其它数据读取。分布式数据采集系统是在传感器附近,就地将传感器的信号转换成为数字信号,再通过通信网络将采集到的数据传送到数据中心处理分析存储。MCU技术和通讯技术的快速发展,特别是为远距离、低带宽、低功耗、大量连接的物联网应用而诞生的LPWA ( Low Power Wide Area ) 低功耗广域技术,如 LoRa、Sigfox、Weightless 和 NB-IoT 等,为无线分布式采集系统的成功提供了技术保障。
深圳市建泰监测技术有限公司开发的分布式实时数据采集系统,自从2019年推出以来,已在地铁隧道、高铁、基坑、高层建筑等监测项目得到验证,以高性能、高精度和高可靠性得到客户的好评。
- 分布式数据采集,避免了模拟信号在传输过程易受干扰产生的失真
- 支持多种通讯方式:LoRa, NB-IoT, RS485
- 广泛的传感器支持,支持所有的振弦式传感器、电压电流电阻类传感器等
- 振弦式采集器内置分析功能,确保数据稳定可靠,警示干扰和连接问题
- 振弦式采集器可配置激励的强度,从而增强在恶劣的条件下采集数据的可靠性,如地下深处的传感器
- 易于安装维护,从而降低使用成本
LoRa、NB-IoT和RS485三种通讯方式的选择
LoRa(Long Range Radio),低功耗广域网技术,调制方式基于扩频技术,具有前向纠错能力;传输距离在城镇可达2-5Km ,郊区可达15 Km ;工作在ISM开放频段,包括433、470、868、915 MH等。适合应用于数量庞大、分布范围大、环境复杂、低功耗场景下终端的数据传送。最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍;在大数据量传输的情况下有通讯成本优势。需要在现场布署LoRa网关。
NB-IoT即窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT),是物联网的一个重要分支。NB-IoT构建于电讯公司的蜂窝网络,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,不需要在现场布署网关。适合传感器数量较少、采集间隔比较长的项目。
RS485方式,需要在现场布署RS485总线,适合数据采集频率高,数据可靠性要求高,或者不宜采用无线方式的场合。
三种通讯方式的拓朴结构
LoRa
终端采集的数据先发送到现场的LoRa网关,再由LoRa网关通过4G/5G、光纤网络等Internet接入方式,将数据传送回数据中心。
LoRa网关:MultiTech Conduit或RAK LoRaWAN Gateway
规格指标 数值 |
|
通讯类型 |
LoRa |
频段(可订制其它频段) |
868/433/470/923MHz ISM Band |
最大发射功率 |
14dBm |
最大接收灵敏度 |
-146dBm |
传输范围 |
15km(可视距离) |
最大节点数 |
65536 |
NB-IoT
终端通过电讯公司的蜂窝网络基站,直接将数据传送回数据中心。NB-IoT可基于GSM网络、UMTS网络或LTE网络。
RS485
终端采集的数据先发送到现场的RS485网关,再由RS485网关通过4G/5G、光纤网络等Internet接入方式,将数据传送回数据中心。
RS485网关: Gateway1000
规格指标 数值 |
|
通讯类型 |
RS485轮询 |
传输距离 |
1200m (Up to 10km) |
采集器个数 |
239 |
网关数据存贮容量 |
16GB |