Sensore perdite d'acqua LoRa: esiste un'alternativa wireless migliore per i sistemi di sicurezza domestica?

Il rilevamento delle perdite d'acqua è una parte importante del moderno automazione domestica e apparecchiature per sistemi di sicurezza. Oltre alla domotica, è ampiamente utilizzato nell'automazione commerciale e nella protezione di sale server, data center, dispense e sistemi idraulici.

Con l’avanzare della tecnologia, sorge la domanda: quali protocolli wireless dovrebbero essere incorporati per le perdite d’acqua basate sull’IoT? In questo articolo verrà descritta la tecnologia LoRa e ti verrà presentata una controparte piuttosto promettente di questa tecnologia: RBF.

Cos'è un rilevatore di perdite d'acqua LoRaWAN?

Rilevatori di perdite d'acqua sono gli attuali sistemi LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), ovvero dispositivi IoT che si avvalgono di sensori per rilevare la presenza di acqua laddove non è desiderata. Questi dispositivi funzionano su LoRaWAN, un sistema LPWAN di rete ad ampia area a basso consumo, adatto per dispositivi wireless alimentati a batteria in una rete LPWAN regionale, nazionale o globale.

I rilevatori di perdite LoRaWAN sono generalmente costituiti da tre componenti principali:

• Il corpo del sensore: ospita il circuito principale e la batteria.
• Un cavo: collega il corpo del sensore alla sonda.
• La sonda: spesso presenta due punti di contatto per un rilevamento più accurato.

Ogni volta che l'acqua tocca la sonda si crea un circuito elettrico e si attiva un allarme. La tecnologia LoRaWAN consente quindi di fornire questo avviso a lungo raggio al hub intelligente centrale da dove può trasferire le informazioni allo smartphone dell'utente o a Pannello di controllo.

Perché utilizzare LoRaWAN o una tecnologia simile?

L’adozione di LoRaWAN e tecnologie simili per il rilevamento delle perdite d’acqua offre numerosi vantaggi significativi:

1. Portata eccezionale: i dispositivi LoRaWAN possono inviare dati fino a 1-10 Km di distanza, e questo è completamente sufficiente per le case o anche per le grandi strutture commerciali. 
2. Penetrazione superiore: LoRaWAN opera nelle bande a bassa frequenza e quindi i suoi segnali possono facilmente attraversare muri, pavimenti o qualsiasi altra struttura rispetto alle frequenze utilizzate da Wi-Fi o Bluetooth. 
3. Durata prolungata della batteria: pertanto, un rilevatore di perdite d'acqua LoRaWAN può funzionare fino a due anni o più con una singola batteria grazie alla sua modalità a basso consumo. 
4. Scalabilità: le reti LoRaWAN possono ospitare migliaia di dispositivi; sono quindi perfetti per una massiccia integrazione nelle città intelligenti o nelle grandi zone industriali. 
5. Conveniente: i dispositivi LoRaWAN hanno funzionalità a lungo raggio con un minore consumo energetico che può ridurre il costo dell'infrastruttura per le applicazioni WAMS. 
6. Nel caso di un sistema di rilevamento delle perdite d’acqua basato sull’IoT che utilizza LoRaWAN, queste caratteristiche potrebbero essere considerate i punti di forza della tecnica.

Cos'è l'RBF? Somiglianze e differenze tra la tecnologia RBF e LoRa

Sebbene la comunità IoT abbia abbracciato calorosamente LoRaWAN, anche un’altra tecnologia nota come RBF sta prendendo di mira il rilevamento delle perdite d’acqua e altre applicazioni di casa intelligente. Esploriamo le somiglianze e le differenze tra queste due tecnologie:

Capacità a lungo raggio

Sia LoRa che RBF sono progettati per la comunicazione a lungo raggio, ma ci sono alcune differenze nella loro portata:

• LoRa: Può estendersi fino a 1-10 chilometri, in questo senso si adatta perfettamente ad applicazioni su scala molto ampia. 
• RBF: ne prevede fino a 3 nell'offerta. 5 chilometri, sufficienti per appartamenti, piccole imprese e ville, la distanza è più che sufficiente. 

Pertanto, anche se la portata massima di LoRa è leggermente superiore a quella di RBF, quest'ultimo è più adatto ai mercati a cui si rivolge l'azienda che lo ha sviluppato: residenziale e piccolo commerciale.

Proprietà anti-interferenza

Entrambe le tecnologie operano nella banda di frequenza inferiore a GHz, che offre eccellenti capacità anti-interferenza:

• LoRa: impiega una modulazione dello spettro diffuso che ne aumenta la resistenza alle interferenze. 
• RBF: Utilizza anche frequenze inferiori al GHz per mantenere il segnale chiaro nonostante le interferenze di altri apparecchi. 

Questa caratteristica condivisa garantisce che sia i dispositivi LoRa che quelli RBF possano facilmente avere una comunicazione favorevole tra loro indipendentemente dalle interferenze elettromagnetiche del loro ambiente immediato.

Consumo di energia

Il basso consumo energetico è un fattore critico per i dispositivi alimentati a batteria come i sensori di perdite d'acqua:

• LoRa: offre un consumo energetico estremamente basso, con una corrente di standby di circa 2μA.
• RBF: vanta un consumo energetico ancora più basso, con una corrente di standby di meno di 2μA.

RBF è solo leggermente più efficiente dal punto di vista energetico e potrebbe quindi prolungare leggermente la durata della batteria, sebbene entrambi siano efficienti dal punto di vista energetico.

Velocità dei dati

Sebbene i sensori di perdite d'acqua in genere non richiedano velocità dati elevate, le capacità di velocità di ciascuna tecnologia possono influire sulla reattività complessiva del sistema:

• LoRa: fornisce velocità dati che partono da 0 a 3 kbps. 
• RBF: offre un numero maggiore di velocità a partire da 2 kbps fino a 1 Mbps. 

 Una velocità dati massima più elevata di RBF potrebbe essere utile in condizioni che richiedono informazioni aggiuntive sul sensore o aggiornamenti più frequenti.

Ecosistema e adozione

• LoRa: dispone di un ecosistema consolidato con un'adozione diffusa in varie applicazioni IoT.
• RBF: una tecnologia più recente con un ecosistema in crescita, particolarmente forte nelle applicazioni per la casa intelligente e le piccole imprese.

Mentre LoRa ha il vantaggio di un’adozione più ampia sul mercato, RBF si sta posizionando come soluzione specializzata per casi d’uso residenziali e commerciali leggeri.

Leggi anche: Perché i dispositivi di allarme di sicurezza wireless preferiscono i protocolli proprietari?

Come funziona un rilevatore di perdite d'acqua basato sull'IoT a casa?

Tra i problemi più comuni e anche piuttosto costosi per i proprietari di case e appartamenti ci sono le perdite d'acqua. I rilevatori di perdite d’acqua basati sull’IoT rappresentano quindi soluzioni sofisticate a questo annoso problema, indipendentemente dalla tecnologia sottostante LoRaWAN o RBF. Ecco come funzionano tipicamente questi sistemi in un ambiente domestico:

1. Posizionamento dei sensori: i sensori delle perdite d'acqua sono posizionati strategicamente in aree soggette a perdite, come:

• Vicino agli scaldabagni
• Sotto i lavandini
• Intorno ai servizi igienici
• Vicino a lavatrici e lavastoviglie
• Negli scantinati o nei vespai
• Vicino a condizionatori o altre apparecchiature HVAC

2. Monitoraggio continuo: Attraverso sonde o elettrodi i sensori sono sempre in grado di rilevare se c'è presenza di acqua. 
3. Rilevamento perdite: se è presente umidità, collega le sonde del sensore e quindi attiva l'allarme. 
4. Trasmissione wireless: avvisa l'hub o il gateway centrale, che potrebbe avvenire tramite l'uso della rete wireless LoRaWAN o RBF. 
5. Notifica di avviso: alcuni tipi di avvisi includono il gateway che inoltra l'avviso all'app per smartphone dell'utente o a un pannello di controllo principale. Alcuni sistemi potrebbero anche causare allarmi o sirene locali suonare. 
6. Azione remota: sistemi più complessi possono anche consentire all'utente di chiudere la fornitura principale di acqua dal proprio dispositivo per evitare infiltrazioni d'acqua nelle stanze. 
7. Integrazione con i sistemi domestici intelligenti: la maggior parte dei rilevatori di perdite d'acqua basati sull'IoT possono interfacciarsi con altri sistemi domestici intelligenti, rispondere ad essi e fornire report più completi. 

Alcuni dei notevoli vantaggi dell'uso del sistema basato su Internet of Things includono; offrendo allarmi tempestivi e consentendo il monitoraggio e anche il controllo dei sistemi a distanza. Questa capacità consente di affrontare tempestivamente il problema dell’acqua e può contribuire notevolmente a prevenire ulteriori danni, soprattutto se i proprietari di casa non sono presenti.

Struttura dei rilevatori di perdite d'acqua basati sull'IoT

Sebbene i progetti possano variare a seconda del produttore e del modello, la maggior parte dei rilevatori di perdite d'acqua basati sull'IoT condividono una struttura comune composta da tre componenti principali:

1. Corpo del sensore: 

• Unisce il circuito principale e la batteria 
• Ospita il modulo di comunicazione wireless (modulo LoRa o modulo RBF) 
• A volte dispone anche di luci LED per l'indicazione dello stato. 

 2. Cavo: 

• Unisce il corpo del sensore alla sonda per il rilevamento dell'acqua 
• Permette di sondare il soggetto in diverse aree con relativa maggiore facilità. 
• È interessante notare che la lunghezza di un determinato documento forense può essere diversa, a seconda del modello e dell'area di utilizzo. 

 3. Sonda: 

• Tipicamente ha almeno due o più punti di contatto per garantire che le correnti indotte siano corrette per l'acqua. 
• Questi sono progettati per essere materiali resistenti alla corrosione affinché l'apparecchiatura duri più a lungo. 
• Sulla base della spiegazione di cui sopra, alcuni modelli potrebbero contenere diverse sonde per essere più inclusivi. 

Questo design offre flessibilità riguardo alla posizione di installazione e all'identificazione affidabile del tag NFC. Il fatto che il corpo del sensore sia collegato alla sonda tramite un cavo implica che l'unità principale possa essere conservata in ambienti asciutti e facilmente accessibili mentre la sonda viene posizionata in zone soggette a perdite.

Applicazioni tipiche dei rilevatori di perdite d'acqua basati su IoT

I rilevatori intelligenti di perdite d'acqua tramite IoT vengono utilizzati in diversi aspetti della vita umana nelle case, negli uffici e in altri luoghi. Nelle case sono solitamente fissati in cucina, bagno e lavanderia, ambienti in cui si trovano gli apparecchi che utilizzano l'acqua, come lavatrici e frigoriferi. Sigillano le aree per evitare qualsiasi infiltrazione dal lavandino, dal WC, dalla lavatrice o dallo scaldabagno, evitando così qualsiasi umidità su mobili, pavimento e altri accessori attorno a tali aree. 

Oltre agli apparecchi specifici, questi sensori sono importanti per il monitoraggio dei sistemi idraulici nelle strutture, tra cui le seguenti. Possono essere installati in prossimità dei principali punti d'acqua o nei locali meccanici per segnalare preventivamente eventuali blocchi importanti dell'impianto idraulico. Proteggono dalle perdite provenienti da unità AC, pompe di calore e caldaie in base all'utilizzo HVAC. 

I rilevatori di perdite d’acqua nei locali commerciali sono quindi molto necessari per contribuire a salvaguardare le infrastrutture chiave. Vengono applicati nei data center e nelle sale server per proteggere costose apparecchiature IT dalla minaccia dei danni causati dall'acqua. Sono utili anche per monitorare lo stato dei tetti e degli scantinati poiché aiutano a identificare le perdite dovute a danni al tetto o infiltrazioni d'acqua dal seminterrato. 

Altre applicazioni in uso sono utilizzate nei frigoriferi, nei produttori di ghiaccio e nelle attrezzature per piscine. Questi dispositivi, come avvisi in tempo reale e come parte di sistemi di gestione di case o edifici intelligenti più ampi, fungono da orologi imperativi contro i danni legati all’acqua in una moltitudine di applicazioni e quindi aiutano nell’uso efficiente dell’acqua e nel preservare le strutture fisiche.

Leggi anche: rilevamento perdite d'acqua nell'appartamento

RoombankerIl rilevatore di perdite d'acqua a lungo raggio e a basso consumo di

Un altro produttore di dispositivi IoT questo sembra fornire un avversario abbastanza forte ai rilevatori di perdite d'acqua basati su LoRaWAN Roombanker con la loro tecnologia RBF. I rilevatori di perdite d'acqua per il rilevamento di perdite a bassa potenza e a lungo raggio sono destinati alle utenze residenziali e commerciali leggere. 

 Caratteristiche principali di RoombankerIl rilevatore di perdite d'acqua di include:

1. Tecnologia wireless RBF: utilizzo del protocollo brevettato Related Body Functioning dell'azienda che facilita la comunicazione a bassa potenza su un lungo raggio. 
2. Durata prolungata della batteria: questi dispositivi hanno una dissipazione di potenza estremamente bassa inferiore a 2 micro Ampere e ciò significa che questi dispositivi sopravviveranno per molti anni con una singola batteria. 
3. Portata adeguata: Per quanto riguarda LoRa la portata massima non viene raggiunta, ma 3. È troppo ingombrante per case normali e piccoli uffici perché anche i segnali che necessitano di una distanza di trasmissione di 5 km possono entrare comodamente in questo piccolo dispositivo. 
4. Velocità dati più elevate: non è necessario che sia inclusa nella presente progettazione di PLMN; tuttavia, può abilitare fino a 1 Mbps di dati se desidera includere più applicazioni di promozione dei dati. 
5. Capacità di integrazione: tra questi sensori, va notato che tutti possono essere facilmente integrati in altri sistemi di gestione Smart Home o Smart Building. 
6. Monitoraggio della temperatura e dell'umidità: al momento, in cantiere per la prossima linea di prodotti, Roombanker mira a integrare i migliori sensori di temperatura e umidità nei propri rilevatori di perdite d'acqua poiché il rilevamento ambientale è una delle principali tendenze emergenti in questo momento. 

 In realtà, Roombanker è attivamente alla ricerca di distributori per hub e sensori dell'Internet delle cose, alcuni dei quali sono rilevatori di perdite d'acqua. Offre soluzioni di produzione e nel prodotto possono essere incorporate anche ulteriori modifiche alle funzioni aggiuntive di monitoraggio ambientale.