500米-HT78系列LORA无线温湿度传感器

功能简介

HT78是一款温湿度无线发射装置,内部集成Sensirion第三代高精度SHT30数字温湿度传感器,采用LORA扩频通讯技术,实现无线温度采集和数据传输。
与WIFI相比,LORA扩频通讯功耗更低、且隔墙传输性能更佳;
与2G/4G相比,LORA扩频通讯功耗更低、且无需流量卡,不产生流量费用。
适合农业、工业等领域,汇聚多路无线温湿度信息,为自动化温湿度检测提供可靠的数据源,无线测温技术的核心价值在于免布线、随处装、易维护。

基本特性

- 休眠电流 1.8uA
- 最大持续发射电流 130mA (1)
- 工作电压 2.1~3.6V
- 电池容量 3500mAh (2)
- 测温量程 -40~120℃ (3)
- 使用环境温度 -40~85℃ (4)
- 测温精度 ±0.3℃ & ± 4%(5)
- 无线上传周期 13~65535S
- 可编程设备组号 1~255
- 可编程设备编号 1~255
- 可编程同步字   1~255
- 可编程功率等级 1~7
- 可编程通讯频道 1~32(6)
- 扩频因子 10/11/12 (7)
- 无线传输距离 500m (8)

(1)持续发射电流与功率等级有关;
(2)传统的充电方式电路无法做到超低功耗,成本高且不耐高低温;而如果采用外部直流供电方案也违背了无线免布线的本质,所以采用一次性功率型工业级锂电池,适合-40~85℃宽温环境,且可更换,一个电池可以耐用多年,综合性价比高;
(3)HT78-LE-D适合 -40~85℃,HT78-LE-C10若采用金属外壳探头则测温范围-40~120℃;
(4)受电池和塑料外壳材质耐温工艺影响HT78不适合在超出此温度范围环境下持续工作
(5)提供多区间数据补偿软件,用于精度修正,且操作简单,详情参考相关手册;
(6)默认频道24为最佳频点,频道值越偏离24,电磁波谐振指数越低,传输距离会下降
(7)扩频因子越小,单次数据传输占用信道时间越短,通讯距离较近,但数据碰撞概率越小;扩频因子越大,接收灵敏度越高,通讯距离越远,单次数据传输占用信道时间越长,数据碰撞概率会增加,综合考虑扩频因子为11最为适中;
(8)HT78最大的优点就是传输距离远,空旷无遮挡传输可达3000米左右,马路环境下测试可达500米以上,楼宇内同层隔墙后可传100米左右,上下可覆盖5层以上。非常适合测温设备分散的应用场景,如酒店、商场、大型工厂等;相反测温设备较多较集中时反而不适合选择HT78,因为HT78采用扩频通讯技术,单次发射数据占用信道时间为0.7秒,不太适合对传输实时性要求快的应用场景,对此推荐考虑HT78系列无线温湿度采集器,单次发射数据占用信道时间为0.06秒,功耗更低 电池耐用,虽然传输距离比HT78稍差,但隔墙传输效果远优于ZIGBEE、WIFI、蓝牙等2.4Ghz无线通信技术,具体详情欢迎交流。

工作原理

工业现场环境一般比较复杂,且待测温设备分布较分散,所以只有无线传输距离远,电池又可使用多年,无线测温技术才有真正的实用价值。

HT78休眠待机状态电流低至1.8uA,而最大发射功率条件下,持续发射电流高达130mA,所以电池的主要消耗在无线数据传输过程中,通过上图所示,可以得出HT78系列无线温湿度采集器更适合慢节奏测温应用,如5分钟上传一次数据电池可能续航2年以上,而10分钟上传一次电池可以续航5年以上,请结合实际应用需求来合理设定上传周期,电池更耐用,使产品更实用。

【发射功率】该等级设置越大,无线传输距离越远,整体功耗越大,考虑无线传输距离越远、信号稳定性,默认出厂设置为等级7,即最大发射功率(20dbm),使无线传输性能达到最佳。

【上传周期】该周期设置越长,无线发射的次数越少,整体功耗越低。且上传周期可灵活设置的,设置范围建议为15~65535S。在合理地选择上传周期时,首先应该明确测温的总时间,是天、月还是年,并根据设置的上传周期参数就可确定无线测温的采样率,而采样率才是关键

上传周期 采样率(次数) 电池使用寿命
每小时 每天 每月 每年
60S 60 1440 4.32万 51.84万 150天左右
180S 20 480 1.44万 17.28万 1年左右
300S 12 288 0.864万 10.368万 2年左右
600S 6 144 0.432 5.184万 3年左右
备注:60S、180S对应电池使用时间为实测数据,600S为理论推算数据
备注:测试参数:扩频因子11,功率等级7

从以上数据分析,相比传统人工测温,实时、精准是无线测温技术的核心价值。由于无线传输为电磁波,属于能量传递方式,每路HT78采集器无线发射一次数据需要占用信道一定时间,当固定频道下关联的HT78无线温度采集器越来越多时,该信道被占用的时间会增加,所以为了减少干扰,并融入数据防碰撞算法,经验参考建议如下:

上传时间为  30秒, 建议单个接收器关联 5个左右采集器
上传时间为  60秒, 建议单个接收器关联10个左右采集器
上传时间为 180秒, 建议单个接收器关联20个左右采集器
上传时间为 300秒, 建议单个接收器关联30个左右采集器

反之,如果要实时性强,那么需要更多的分组,也就是需要更多的接收器,所以合理的参数也可以有效的控制系统成本。

 

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