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    日本關(guān)西信息中心:LPWAN技術(shù)ZETA、LoRaWAN、SIGFOX測評分析

    導(dǎo)讀:  

    針對LPWAN領(lǐng)域最著名的幾項技術(shù)(ZETA、LoRaWAN、SIGFOX)在橋梁等結(jié)構(gòu)診斷方面的應(yīng)用,近日,日本關(guān)西信息中心智能基礎(chǔ)設(shè)施研究組發(fā)布引入用于結(jié)構(gòu)診斷IOT先進通信技術(shù)(LPWAN)的相關(guān)調(diào)查,對這幾種技術(shù)進行了測試及對比分析。

    目前,日本共有橋梁約73萬座,隧道約1萬座。針對橋梁等社會基礎(chǔ)設(shè)施老化而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性診斷問題,日本道路法規(guī)修訂規(guī)定:每5年會進行一次目視檢查,記錄保存檢查和診斷結(jié)果,并對結(jié)果進行統(tǒng)一分類,該檢查需要消耗大量的人力財力。通過使用LPWAN通信技術(shù)進行橋梁結(jié)構(gòu)診斷,日方可以隨時隨地的檢查目標(biāo)結(jié)構(gòu)的狀態(tài),不斷監(jiān)視大型管理區(qū)域存在的許多結(jié)構(gòu),可有效彌補檢查員和結(jié)構(gòu)診斷預(yù)算的不足。

    LPWAN(Low-Power Wide-Area Network,低功率廣域網(wǎng)絡(luò))也稱為LPWA (Low-Power Wide-Area) 或 LPN(Low-Power Network,低功率網(wǎng)絡(luò)),是一種用在物聯(lián)網(wǎng),可以用低比特率進行長距離通訊的無線網(wǎng)絡(luò)。PWAN技術(shù)因具有功耗低、成本低、覆蓋廣等特性,可廣泛應(yīng)用于車載運輸、智慧能源、無線支付、智能安防、智慧城市、無線網(wǎng)關(guān)、智能工業(yè)、智慧生活、智慧農(nóng)業(yè)等場景。作為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中最重要的技術(shù)之一,LPWAN正以年復(fù)合增長率90%的驚人速度增長。多家市場研究機構(gòu)預(yù)計,未來廣域物聯(lián)網(wǎng)中超過60%連接屬于低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)領(lǐng)域。

    2009年,SIGFOX公司提出LPWAN技術(shù)概念,發(fā)展至今,目前世界主流有兩類4種標(biāo)準(zhǔn):一類是工作于未授權(quán)頻譜的ZETA、LoRa、SIGFOX等技術(shù);另一類是工作于授權(quán)頻譜下,3GPP支持的3/4G/5G蜂窩通信技術(shù),比如NB-IoT、LTE-CAT M等。

    針對日本在橋梁診斷方面的廣闊需求,近日,日本關(guān)西信息中心智能基礎(chǔ)設(shè)施研究組對LPWAN領(lǐng)域內(nèi)幾項著名技術(shù)進行了測試對比分析。

    此次測試對象選取了NTT日本搭建的運營商構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)LoRaWAN技術(shù)、京瓷通訊系統(tǒng)搭建的運營商構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)SIGFOX技術(shù)、SORACOM公司搭建的使用者構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)LoRaWAN技術(shù),TECHSOR公司搭建的使用者構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)ZETA技術(shù)。

    通過在橋梁上安裝裂紋位移計傳輸數(shù)據(jù)至云端,并分析四者LPWAN通信測試數(shù)據(jù)流,移動觀察四者通信距離、定點觀察四者數(shù)據(jù)接受率,得出測試結(jié)果。

    1、通訊距離比較

    測試結(jié)果顯示:NTT日本所搭建的運營商構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)LoRaWAN通信距離可達到1.5公里,且通信良好;SIGFOX在覆蓋范圍內(nèi)通信良好;SORACOM公司所搭建使用者構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)在1.0公里距離內(nèi)通信良好;ZETA通信距離達3.0km,且通信良好。

    2、數(shù)據(jù)接受率測試

    測試結(jié)果顯示:NTT日本所搭建的運營商構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)LoRaWAN對數(shù)據(jù)接受率達到100%,通信穩(wěn)定;SIGFOX數(shù)據(jù)接受率99%,通信穩(wěn)定;SORACOM公司所搭建使用者構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)LoRaWAN接受率為70%;ZETA數(shù)據(jù)接受率100%。其中ZETA丟包率為0,從每個傳感器獲得的數(shù)據(jù)完整的存儲在云服務(wù)器中而沒有遺漏。

    總結(jié):通過以上對比分析,ZETA技術(shù)能在三公里長度內(nèi)保持良好通信,對數(shù)據(jù)接受率達到100%,且丟包率為0,可在日本橋梁結(jié)構(gòu)診斷場景廣泛應(yīng)用。

    日本關(guān)西信息中心、智能基礎(chǔ)設(shè)施研究組表示:關(guān)西信息中心將基于以上調(diào)查和測評結(jié)果,提出采用LPWAN進行結(jié)構(gòu)診斷的方法和建議。

    (新媒體責(zé)編:syhz0808)

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