Автономный шлюз LoRaWAN | Солнечный шлюз SG50 с 4G для удалённых сетей IoT
Автономный шлюз LoRaWAN для удалённых сетей IoT: солнечный SG50 с 4G
Развернуть сеть LoRaWAN в городе, офисе или на заводе относительно просто, если доступны электричество и проводной интернет. Ситуация становится сложнее, когда датчики и устройства слежения должны работать на удалённых фермах, открытых пастбищах, строительных площадках, объектах водоснабжения, в лесах или изолированных промышленных зонах.
Автономный шлюз LoRaWAN предназначен для таких условий. Он объединяет дальнюю связь LoRaWAN, солнечное или внешнее DC-питание, резервные аккумуляторы и мобильное подключение 4G LTE.
Шлюз принимает данные от множества устройств LoRaWAN и передаёт их на сетевой сервер, не завися от местной электросети или фиксированного широкополосного интернета.
SG50 Solar LoRaWAN Gateway — это наружный восьмиканальный шлюз для удалённых объектов. Он поддерживает солнечное питание, 4G LTE, встроенные резервные аккумуляторы, международные диапазоны LoRaWAN и защищённый металлический корпус IP67.
Компания Jinshengchang поставляет солнечный шлюз SG50 LoRaWAN для умного сельского хозяйства, отслеживания животных, экологического мониторинга, удалённой инфраструктуры и промышленного IoT.
Что такое автономный шлюз LoRaWAN?
Автономный шлюз LoRaWAN — это коммуникационное устройство, которое может работать без обычной электрической сети и фиксированного интернет-соединения.
Система обычно использует:
Солнечное питание или независимый источник DC
Перезаряжаемые резервные аккумуляторы
Радиосвязь LoRaWAN
Мобильное подключение 4G LTE
Наружные антенны
Защищённый от погодных условий корпус
Установку на стену или опору
Устройства LoRaWAN передают на шлюз данные датчиков, координаты, аварийные сообщения и информацию о состоянии оборудования. Затем шлюз отправляет эти данные на сетевой сервер через мобильную сеть.
Такая архитектура подходит для мест, где прокладка электричества и широкополосного интернета слишком сложна или экономически невыгодна.
Технические характеристики SG50
SG50 объединяет наружный LoRaWAN-шлюз, мобильную связь 4G, GPS и автономную систему питания.
| Характеристика | SG50 Solar LoRaWAN Gateway |
|---|---|
| Процессор | Двухъядерный 32-битный Xtensa LX7, 240 МГц |
| Оперативная память | 8 МБ PSRAM |
| Flash-память | 16 МБ |
| Каналы LoRaWAN | 8, полудуплекс |
| Разъём LoRaWAN-антенны | Наружный N-Female, 50 Ом |
| Чувствительность приёма | До −140 дБм при 292 бит/с |
| Максимальная мощность передачи | До 27 дБм |
| Мобильная сеть | 4G LTE CAT 1 и GSM |
| SIM-карта | Один слот Nano SIM |
| Wi-Fi | Точка доступа 2,4 ГГц для настройки |
| GNSS | GPS |
| Основное питание | Солнечное или 12–24 В DC через разъём M12 |
| Резервные аккумуляторы | 3,6 В, 25 000 мА·ч |
| Дополнительное питание | 5 В/2 А через USB Type-C |
| Типичное энергопотребление | Около 0,8 Вт |
| Степень защиты | IP67 |
| Материал корпуса | Литой алюминий |
| Установка | Стена или опора |
| Рабочая температура | От −30°C до +70°C |
| Сертификация | CE, FCC и RoHS |
Характеристики SG50 позволяют использовать его для постоянной наружной установки, когда важны низкое энергопотребление и независимая работа.
Солнечное питание и резервные аккумуляторы
SG50 получает солнечное или внешнее DC-питание через разъём M12. Шлюз также поддерживает резервные аккумуляторы 3,6 В ёмкостью 25 000 мА·ч.
Согласно эталонным условиям, аккумуляторы могут обеспечивать до четырёх дней работы без солнечного света при подключении 100 узлов, передающих данные каждые десять минут.
Фактическое время автономной работы зависит от:
Количества подключённых устройств
Интервала передачи данных
Качества мобильного сигнала
Трафика LoRaWAN
Количества нисходящих сообщений
Температуры окружающей среды
Состояния аккумуляторов
Повторных попыток подключения
Конфигурации шлюза
Четыре дня следует рассматривать как справочное значение, а не как гарантированный результат для любого проекта.
Для удалённой установки необходимо рассчитать:
Суточное энергопотребление
Мощность солнечной панели
Ёмкость аккумуляторов
Среднюю продолжительность солнечного освещения
Сезонные изменения погоды
Необходимое количество резервных дней
Температуру зарядки
Потери в кабелях
Ориентацию панели
Панели, достаточной летом, может не хватать зимой, во время продолжительных дождей или облачной погоды.
Защита IP67 для наружной установки
SG50 использует литой алюминиевый корпус со степенью защиты IP67.
Шлюз можно применять в условиях воздействия:
Дождя
Пыли
Ветра
Сельскохозяйственной среды
Удалённой инфраструктуры
Промышленных объектов
Сезонных изменений погоды
Установка на стену или опору позволяет разместить шлюз выше основных препятствий.
Степень IP67 не отменяет необходимости правильного монтажа. Кабели, разъёмы, антенны и крепления также должны быть защищены от попадания воды, коррозии и механических повреждений.
Для открытых площадок необходимо предусмотреть:
Молниезащиту
Защиту от перенапряжения
Заземление
Прочность монтажной опоры
Устойчивость к ветровой нагрузке
Герметизацию антенн
Защиту кабелей
Защиту от несанкционированного снятия
Восьмиканальная связь LoRaWAN
SG50 поддерживает восемь полудуплексных каналов LoRaWAN.
Восьмиканальный шлюз может принимать пакеты от множества устройств, использующих совместимые частоты и коэффициенты расширения спектра.
К шлюзу можно подключать:
GPS-ошейники для животных
Электронные ушные бирки LoRaWAN
Бейджи безопасности работников
Трекеры активов
Температурные датчики
Датчики влажности почвы
Датчики уровня воды
Метеостанции
Интеллектуальные счётчики
Контроллеры орошения
Кнопки SOS
Промышленные терминалы
При подключении к внешнему серверу SG50 может поддерживать около 2 000 устройств Class A, Class B и Class C.
Реальная пропускная способность зависит от:
Интервала передачи
Размера пакетов
Spreading Factor
Использования подтверждённых сообщений
Частоты downlink
Радиопомех
Количества одновременных передач
Повторных отправок
Качества сигнала
Сеть с 2 000 датчиков, передающих данные один раз в час, предъявляет совершенно другие требования, чем сеть из 2 000 GPS-трекеров, отправляющих координаты каждую минуту.
Количество шлюзов должно рассчитываться по трафику, а не только по общему числу устройств.
Встроенный сервер LoRaWAN
SG50 оснащён встроенным сервером, совместимым с LoRaWAN V1.0.3 и устройствами Class A и Class C.
Встроенный сервер поддерживает до 100 устройств и подходит для:
Пилотных проектов
Небольших частных сетей LoRaWAN
Демонстрационных систем
Отдельных животноводческих ферм
Удалённых станций мониторинга
Проектов Proof of Concept
Для более крупных систем шлюз может передавать информацию на внешний сервер LoRaWAN.
Не следует путать два режима:
Около 2 000 устройств при пересылке пакетов на подходящий внешний сервер и допустимой сетевой нагрузке.
До 100 устройств при использовании встроенного сервера SG50.
Совместимость с ChirpStack
SG50 поддерживает распространённые протоколы и серверы:
Semtech UDP Packet Forwarder
LoRa Basics Station TCP Forwarder
ChirpStack V3
ChirpStack V4
Встроенный сервер Milesight
DeviceHub LNS
Milesight Development Platform LNS
Также поддерживается интеграция по MQTT.
Для частной системы ChirpStack могут потребоваться:
Gateway ID
Адрес сервера
Коммуникационные порты
Региональный частотный план
Протокол пересылки
Аутентификация
Сертификаты
Профили устройств
Интеграция с приложением
Jinshengchang может помочь подключить шлюз к платформе lora8 или оценить интеграцию с сервером клиента.
Мобильная связь 4G LTE
SG50 поддерживает 4G LTE CAT 1 и GSM и оснащён слотом Nano SIM.
Предлагаются международная и североамериканская версии.
Международная версия поддерживает несколько диапазонов LTE-FDD и LTE-TDD. Североамериканская версия рассчитана на частоты операторов этого региона.
4G позволяет установить шлюз в местах без Ethernet:
На удалённых фермах
На открытых пастбищах
В лесах
На строительных площадках
На насосных станциях
На объектах коммунальной инфраструктуры
На солнечных электростанциях
В шахтах и карьерах
На экологических станциях
Перед покупкой необходимо уточнить:
Страну установки
Мобильного оператора
Доступные диапазоны
Требования к SIM-карте
Тариф передачи данных
Уровень сигнала
Настройки APN
Необходимость публичного или частного IP
Шлюз с несовместимыми диапазонами может не подключиться к местной мобильной сети.
Глобальные частоты LoRaWAN
SG50 доступен для различных региональных планов:
CN470
IN865
EU868
RU864
US915
AU915
KR920
AS923-1
AS923-2
AS923-3
AS923-4
Шлюз и конечные устройства должны использовать совместимые частоты.
Например:
RU864 может использоваться для проектов в России.
EU868 применяется во многих европейских странах.
US915 предназначен для США.
AU915 используется в Австралии и некоторых других регионах.
IN865 предназначен для Индии.
KR920 применяется в Южной Корее.
Разные варианты AS923 используются в Азии.
Страну эксплуатации необходимо определить до заказа шлюза и терминалов.
SG50 для отслеживания животных
Крупные животноводческие хозяйства являются одним из основных вариантов применения автономного LoRaWAN-шлюза.
Система может включать:
GPS-ошейники для коров
Трекеры для овец
Ушные бирки LoRaWAN
Датчики уровня воды
Метеорологические датчики
Виртуальные ограждения
Датчики ворот
Трекеры техники
GPS-ошейник LoRa для отслеживания скота Jinshengchang может передавать координаты, уровень батареи и предупреждения геозоны через LoRaWAN.
SG50 принимает информацию от ошейников и отправляет её на платформу через 4G.
По сравнению с SIM-картой в каждом ошейнике архитектура LoRaWAN может снизить регулярные расходы, если много животных находятся в зоне покрытия.
Результат зависит от:
Размеров пастбища
Холмов и долин
Деревьев
Зданий
Высоты установки шлюза
Положения антенны
Интервала передачи
Радиопомех
Один шлюз не может автоматически покрыть любую ферму. Для больших или сложных территорий может понадобиться несколько точек установки.
Удалённое отслеживание активов
SG50 можно использовать в сетях мониторинга активов.
Совместимые устройства могут контролировать:
Сельскохозяйственную технику
Прицепы
Водяные насосы
Генераторы
Строительное оборудование
Контейнеры
Мобильные инструменты
Удалённую инфраструктуру
LoRa-трекер промышленных активов может передавать местоположение, движение и состояние оборудования на шлюз.
Такая архитектура подходит для ферм, строительных площадок, промышленных парков и горнодобывающих объектов.
Безопасность работников на удалённых объектах
Удалённым промышленным объектам может требоваться не только мониторинг оборудования, но и защита сотрудников.
Система LoRaWAN может поддерживать:
Идентификацию работников
Тревожные сигналы SOS
Защиту одиночных работников
Обнаружение падения
Регистрацию входа в зоны
Уведомления о батарее
Данные о движении
LoRa-бейдж для отслеживания сотрудников с кнопкой SOS может взаимодействовать со шлюзом LoRaWAN в составе системы безопасности персонала.
Критически важные проекты должны включать:
Проверку покрытия
Резервное питание
Мониторинг сервера
Сигнализацию потери связи
Определённые процедуры реагирования
Регулярные испытания
Сам по себе шлюз не является полноценной системой экстренного реагирования.
Другие области применения SG50
SG50 подходит не только для сельского хозяйства.
Водная инфраструктура
Шлюз может собирать данные от:
Датчиков уровня воды
Расходомеров
Датчиков давления
Контроллеров насосов
Интеллектуальных клапанов
Датчиков утечки
Экологический мониторинг
К сети можно подключить:
Метеостанции
Дождемеры
Датчики качества воздуха
Почвенные датчики
Датчики уровня рек
Системы обнаружения лесных пожаров
Энергетические объекты
Сеть может объединять:
Датчики состояния оборудования
Температурные датчики
Охранные сигнализации
Счётчики энергии
Датчики открытия шкафов
Терминалы обслуживания
Строительство и добыча
Возможные задачи:
Отслеживание техники
Безопасность работников
Мониторинг топлива
Контроль уровня воды
Геозональные сигналы
Экологические датчики
Функция GPS в SG50
SG50 оснащён GPS и использует общую наружную антенну для GPS и сотового интерфейса.
GPS позволяет определить место установки самого шлюза. Он не заменяет GPS-трекеры, установленные на животных, работниках или оборудовании.
Координаты объектов должны поступать от ошейников, трекеров и других терминалов со встроенной системой позиционирования.
Низкое энергопотребление
Типичное заявленное энергопотребление SG50 составляет около 0,8 Вт.
Низкое потребление снижает требования к солнечной панели и аккумуляторам.
Фактический расход энергии зависит от:
Уровня сигнала 4G
Трафика
Активности Wi-Fi
Количества устройств
Температуры
Попыток повторного подключения
Функций управления
Зарядки аккумуляторов
По возможности систему питания следует проектировать на основе измерений в реальных условиях.
Удалённое управление
SG50 поддерживает:
HTTP и HTTPS
MQTT
OpenVPN Client
Веб-конфигурацию
MQTT API
DeviceHub
Milesight Development Platform
Удалённые обновления
Диагностику Ping
Watchdog
Таймер
Фильтрацию пакетов
Повторную передачу данных
Удалённое управление особенно важно, поскольку автономный шлюз может находиться далеко от технического персонала.
До запуска проекта необходимо определить:
Метод удалённого доступа
Права администраторов
Политику паролей
Настройки VPN
Порядок обновления прошивки
Уведомления о сбоях
График обслуживания
Контроль SIM-карты
Как спланировать установку SG50
Проект должен начинаться с обследования площадки.
Определить страну
От страны зависят версии LoRaWAN и 4G.
Измерить мобильный сигнал
Солнечный шлюз не сможет передавать информацию, если сигнал 4G слишком слабый.
Нанести устройства на карту
Необходимо определить расположение терминалов, рельеф, здания и радиопрепятствия.
Рассчитать трафик
Следует учесть количество устройств, размер пакета и периодичность передачи.
Спроектировать солнечную систему
Нужно рассчитать суточное потребление, солнечную генерацию, ёмкость батарей и время резерва.
Выбрать место установки
Большая высота часто улучшает покрытие, но место должно оставаться доступным для безопасного обслуживания.
Провести предварительный тест
До массовой закупки необходимо проверить связь с образцами в наиболее сложных точках.
От чего зависит цена SG50?
Цена SG50 Solar LoRaWAN Gateway зависит от комплектации.
Основные факторы:
Диапазон LoRaWAN
Версия мобильной связи
Комплектация аккумуляторами
Требуемая солнечная панель
Антенны
Монтажные компоненты
Количество образцов или объём заказа
Интеграция с сервером
Дополнительные устройства LoRaWAN
Страна доставки
OEM-упаковка
Техническая поддержка
В предложении необходимо уточнить, включены ли солнечная панель, аккумуляторы, монтажный кронштейн и антенны.
Сравнение только цены шлюза без сравнения комплектации может привести к неправильному решению.
Почему выбирают Jinshengchang?
Shenzhen Jinshengchang Technology Co., Ltd. поставляет LoRaWAN-шлюзы, GPS-терминалы и платформы IoT.
Наши возможности:
Поставка SG50
LoRaWAN-ошейники для скота
Бейджи безопасности персонала
LoRaWAN-трекеры активов
Экологические датчики
Интеллектуальные клапаны
Настройка шлюзов
Интеграция ChirpStack
Подключение к серверу клиента
Платформа lora8
Приложения Android и iOS
Интеграция API
Разработка OEM и ODM
Мы помогаем оценить полную систему, а не выбирать шлюз отдельно от устройств и сервера.
Запросить предложение на SG50
Для подготовки рекомендации сообщите:
Страну установки
Частоту LoRaWAN
Мобильного оператора
Условия установки
Требуемую площадь покрытия
Особенности рельефа
Количество устройств
Интервал передачи
Требования к солнечному питанию
Необходимое количество резервных дней
Серверную платформу
Количество образцов
Планируемый объём заказа
WhatsApp/телефон: +86 13480881974
Дополнительный контакт: +86 17722420256
Электронная почта: 397017470@qq.com
SG50 — это наружный LoRaWAN-шлюз с солнечным питанием и подключением 4G для объектов без электрической сети и фиксированного интернета. Надёжная работа зависит от правильного выбора частоты, совместимости мобильных диапазонов, расчёта солнечной системы, размещения антенн и реалистичного планирования ёмкости сети.