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慧联应用研究 | 找不到合适的传感器解决方案?DTU帮集成商一步赋能(需求篇)

2020-08-20 15:41来源:

在LPWAN物联网项目落地实施过程中,有个常见的问题困扰着集成商们:传感器无法满足项目需求。


众所周知,一个物联网项目通常需要多种不同类型的传感器组合,才能适应多元场景,实现功能的交付。


市面上现有LPWAN传感器终端虽然可以解决网络传输问题,但却无法满足项目中专业化的产品需求,有的专业传感器不满足传输网络的需求、有的LPWAN传感器又缺乏产品认证、有的价格太高,选择空间太小……总会有这样那样的传感器因素影响着项目的目标达成。


据不完全市场统计,在我国物联网项目实施中,LPWAN传感器(一体式)使用数量仅占传感器(含LPWAN和非LPWAN)市场份额中非常小的一部分,比例在1%左右。


究其原因,大多是源于投入研发成本过高,技术壁垒较高,在没有足够大的项目和市场利益驱动下,传感器厂商进退两难。


作为中国LPWAN物联网的龙头企业,慧联无限在对传感器供应链进行整合与调研时发现,市场上既有非LPWAN传感器通常具备以下几大特征:


Ø 数量巨大,选择空间大,价格合理;

Ø 专业性、专用性、行业属性、合法合规性

Ø 接口相对来说比较集中,如485、232、CAN、4-20mA、ADC、IO变阻器、开关量等

Ø 既存的成熟市场,没有无线传输,数据处理方面存在不足


综上,即便是具备专业性的传感器,在数据传输方面,同样无法进行无线传输,因此无法满足项目需求。


由此可见,如何更大程度地、高效地选择各种所需类型传感器运用到项目交付当中,降低项目成本优化交付能力,是项目实施者、集成商要解决的重要问题。

物联网无线传感器终端 = 专业的传感器件 + 无线通讯。


如下图,适当的通讯传输技术和专业传感器结合可以得到无穷多的物联网传感器组合。




如果这两者是一体式的,对传感器厂家而言,他将面临的问题是:


1. 对于专业传感器厂家来说,把自己已有的非无线传感器升级研发成各种通讯制式的产品,从而满足项目中各种产品需求,那么,通讯部分的研发、测试和产品认证将是巨大的时间人力物力财力投入,在没有足够大项目或市场规模驱动下,将入不敷出;


2. 对于有一定通讯研发经验的厂家来说,研发一体式传感器也是巨大挑战。某些专业的传感器终端产品需要有专业的传感器研发经验来进行最合适的选型,需要专业的测试设备和环境来做验证,成品需要专业的计量校准、权威或专业机构的认证,时间以及人财物的成本也是非常的高。


这也说明了为什么市面上LPWAN一体式传感器使用率仅占1%的原因吧。


如何破局?解决办法:传统有线的传感器还是继续沿用,把通讯部分单独作为一款连接产品来实现,也就是DTU(Digital Transfer Unit)。

利用既有非LPWAN传感器+DTU=LPWAN传感器产品组合来解决项目中缺乏一体化传感器的问题。


把无线通讯部分具化为DTU就可以轻松解决这个问题。传感器只解决数据采集的专业性问题,DTU只解决传感器的数据接口和各种网络制式的数据传输问题。这种方式解耦了数据采集与通讯之间的关联,从而可以根据具体项目需求来灵活选择传感器和通讯的方式。

DTU解决物联网传感器的优势如下:


Ø 专业的通讯传输设备

无论是什么通讯制式,只需要做一次DTU的产品认证,如入网、型号核准、3C等,解决了通讯设备的合法合规问题。


Ø 一拖多的连接设备成本优势

DTU可以通过485、CAN或者其他IO实现对多个传感器终端的连接,相当于一个通讯模组+多传感器,与一体式的LPWAN传感器多通讯模组+多传感器相比,节省了多个通讯模组的成本。


Ø DTU连接的传感器的本地化联动功能

DTU可以作为一个边缘服务器来使用,从而可以处理一定的本地紧急任务处理,而不需要通过网络到服务器端去决策,避免了网络的一些不确定性或延时问题的影响。网络服务器端仅做规则的下发和数据记录分析。

举一些应用例子:DTU本地连接了空调控制器和温度传感器,在温度超过一定限值时,由DTU进行本地判断,直接控制空调控制器发出启动空调并且调节温度的指令;DTU连接了可燃气体检测传感器和天然气阀门,在检测到可燃气体超过报警阈值时,直接控制关闭天然气阀门,迅速阻断危险源,并将该报警信息上报平台,即使因为网络异常的一些原因(延时、丢包或断网等异常)导致数据不能及时上报,但并不影响本地联动控制,及时消除更大的风险。


Ø 已装有线传感器有通过无线数据回传到服务器的需求。

很多现有已安装的传感器通过有线的方式连接到控制器主机或上位机,通常该控制器主机或上位机只有基本的数据展示、存储和控制功能,管理和维护都颇为不便,数据没有到云平台也就无法实现更大规模的物联网能力,如更大范围的数据共享,融合网络传感器、物模型、设备联动、大数据分析、AI智能等功能。


Ø 帮助众多传统传感器厂家实现产品应用价值的提升,应用领域的大幅增加。




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