超距低耗抗干扰!工业级LORA模拟量无线传输模块深度拆解

超距低耗抗干扰!工业级LORA模拟量无线传输模块深度拆解

LORA模拟量单传模块(通常指基于LoRaWAN或其他LoRa协议、用于将单个模拟量信号无线传输的设备)的核心价值在于解决长距离、低功耗、低成本、部署灵活地采集和传输模拟量信号(如4-20mA、0-5V、0-10V、Pt100热电阻、热电偶等)的需求。其应用场景极其广泛,尤其在难以布线或布线成本高昂的场合。

一、产品特点:

通讯方式为LORA通讯,通讯距离5千米传输;

无需设置,设备通电后会自动建立连接无需任何设置;

电流实时同步,A端采集4-20mA电流,同步还原4~20mA到B端;

适配范围广,模块可与流量计、温度、压力等变送器设备适配;

高精度设备以低误差≤±0.01mA实时还原成电流;

标准35mm的导轨安装,使用简单;

模拟量同步远传,可对接多种设备,支持一发一收、多发一收、一发多收等传输模式;

赠送高增益8dBi天线,超强信号,保证通信稳定;

多从机通讯互不影响,多套通讯网络可同时工作,且互不干扰;

二、应用场景:

1.工业过程监控与自动化:

远程PLC/DCS信号扩展:将分散在厂区各处的压力、温度、流量、液位变送器/传感器,信号无线传输回中央控制系统,避免长距离铺设电缆。

设备状态监测:通过温度变送器等设备,监测电机/泵的振动、轴承温度、润滑油压力等模拟量信号,实现预测性维护。

罐区/储罐监测:测量储罐的液位(液位计输出4-20mA)、温度(温度变送器)。

环境参数监控:通过气体传感器变送器,监测工厂内的环境温度、湿度、特定气体浓度。

2.智慧农业与精准农业:

土壤墒情监测:将输出0-10V或4-20mA的土壤湿度传感器数据无线传输,指导灌溉。

气象站数据采集:采集风速、风向、光照强度、降雨量等数据。

大棚/温室监控:监测空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度等。

水肥一体化:监测营养液EC值、pH值等。

3.智慧城市与公共设施:

智慧路灯监控:监测单灯电流、电压(通过互感器或分压电路转为模拟量)以判断故障或能耗。

井盖/管廊监测:监测窨井水位(液位变送器)、可燃气体浓度(气体变送器)。

供水管网监测:监测管道压力(压力变送器)、流量(流量计输出4-20mA)。

消防水箱/水池液位监测:远程监控关键消防水源的水位状态。

噪音监测:将噪音传感器(输出模拟电压)数据无线传输。

4.能源管理与电力监控:

配电箱/变压器监测:监测关键节点的温度(温度变送器或热电阻输入模块)、母线电压/电流(经互感器转为小电压/电流信号)。

新能源(太阳能/风能)站点监控:监测环境温度、风速(模拟输出)、光伏板背板温度等。

能耗分项计量(辅助):配合脉冲计数器(将脉冲频率转为模拟量)或直接读取某些电表的模拟输出接口(较少见)。

5.环境监测与保护:

水质在线监测:由多参数水质仪输出4-20mA信号,监测河流、湖泊、排放口的水质参数,如pH值、溶解氧、浊度、电导率、氨氮等。

空气质量监测站(微站):采集PM2.5/PM10(部分传感器有模拟输出)、温湿度等数据。

噪声污染监测:在特定区域部署噪声传感器进行远程监控。

6.智能建筑与楼宇自控:

HVAC系统监控:监测管道温度、压力、阀门开度反馈、冷媒压力等。

能源计量:读取老式热量表、水表的模拟量输出,如0-10V代表流量累计值,需注意含义。

机房监控:监测UPS电池电压、机房温湿度。

7.石油与天然气:

油井/气井远程监控:通过变送器,监测井口压力、温度、流量等信息。

管道监测:监测管线压力、阴极保护电位。

储罐农场:采用LoRa星型通讯网络,大量储罐的液位、温度监测,优势明显。

8.交通运输:

桥梁/隧道结构健康监测:通过位移传感器、倾角传感器、应变片桥路等转模拟量,监测裂缝位移、应变、倾斜角度等。

铁轨监测:监测轨道温度。

港口/码头设备监控:如龙门吊关键部位温度、压力监测。

9.其他特殊应用:

畜牧业:监测温湿度、氨气浓度等畜舍环境参数。

实验室设备远程读数:将带模拟输出口的老式仪表的数据无线化。

博物馆/档案馆环境监控:温湿度精确监测。

三、模块优势与使用场景特点:

1.超长距离:在开阔地带可达数公里甚至十几公里,解决布线难题。

2.超低功耗:电池供电可工作数年,适合无市电或难以取电的场合。

3.部署灵活快速:无需挖沟布线,安装简便,可快速部署和迁移。

4.穿透性强:LoRa信号穿透建筑物、植被的能力,优于WiFi、蓝牙等,适合复杂环境。

5.网络结构简单(星型)数据直接到网关,简化网络拓扑。

6.成本较低:相比有线方案(材料+施工)和蜂窝方案(长期流量费),总体拥有成本通常更低,尤其对于大量分散节点。

四、选择需要考虑的关键点:

模拟量输入类型和范围:是否支持所需的电流、电压、电阻、热电偶类型?量程是否匹配?

精度:模块本身的转换精度是否能满足应用要求?

供电方式:电池供电(功耗是关键)?市电供电?太阳能供电?

防护等级:根据应用环境选择IP等级。

认证:特殊行业是否需要认证?

LoRaWAN兼容性:是否支持标准LoRaWAN协议?需要连接哪个网络服务器?

配置方式:如何配置模块参数(如设备地址、采样率、传输间隔)?是否方便?

总之,LoRa模拟量单传模块是连接物理世界模拟量传感器到物联网系统的关键桥梁,在需要远程、无线、低成本、低功耗采集模拟量信号的场景中具有不可替代的优势,应用前景非常广阔。

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