Chế độ cung cấp điện của bộ thu thập dữ liệu cần phải phù hợp với kịch bản sử dụng (phòng thí nghiệm/trang web công nghiệp/di động ngoài trời), nhu cầu bền bỉ, điều kiện lắp đặt, lõi được chia thành "cung cấp điện có dây", "cung cấp điện không dây", "cung cấp năng lượng lưu trữ" ba loại lớn, cách khác nhau của kịch bản phù hợp, ưu và nhược điểm khác biệt đáng kể, phân loại cụ thể và chi tiết như sau:

I. Cung cấp điện có dây (ổn định và đáng tin cậy, phù hợp với cảnh cố định)

Cung cấp điện có dây là phương thức rất cơ bản, rất thường dùng, ưu thế cốt lõi là "ổn định liên tục, không lo lắng liên tục", thích hợp cho việc lắp đặt cố định lâu dài (như giám sát phòng thí nghiệm, thu thập dữ liệu dây chuyền sản xuất công nghiệp).

1. Cung cấp điện thành phố AC (AC220V/110V)

Nguyên tắc: Thông qua bộ chuyển đổi nguồn sẽ cung cấp điện (AC220V, tiêu chuẩn trong nước; AC110V， Tiêu chuẩn nước ngoài) Điện áp DC cần thiết để chuyển đổi sang bộ thu (ví dụ: DC5V, 12V, 24V), cung cấp điện trực tiếp.

Các tình huống phù hợp: thiết bị phòng thí nghiệm, bộ thu trong tủ điều khiển công nghiệp, các điểm giám sát cố định trong nhà (chẳng hạn như thu thập năng lượng của tòa nhà).

Ưu điểm: cung cấp điện ổn định liên tục, không cần bảo trì thường xuyên; Nó có thể kéo các bộ thu công suất cao (chẳng hạn như thiết bị đa kênh, có mô-đun truyền tải thời gian thực).

Nhược điểm: phụ thuộc vào lưới điện, không thể hoạt động sau khi mất điện (cần có nguồn điện dự phòng UPS); Việc cài đặt bị giới hạn bởi dây nguồn và không thể di chuyển.

2. Nguồn cung cấp xe buýt DC (DC12V/24V)

Nguyên tắc: Truy cập vào bus DC công nghiệp (chẳng hạn như đường ray nguồn công nghiệp DC24V) hoặc nguồn DC tập trung, phù hợp với nguồn điện thống nhất của nhiều bộ thu trong các tình huống công nghiệp.

Kịch bản phù hợp: dây chuyền sản xuất tự động hóa công nghiệp, bộ thu gom hỗ trợ PLC, cung cấp năng lượng tập trung cho mạng cảm biến (chẳng hạn như hệ thống thu nhận xe buýt 485).

Ưu điểm: điện áp ổn định, khả năng chống nhiễu mạnh (phù hợp với môi trường điện từ công nghiệp); Đa thiết bị thống nhất cung cấp điện, hệ thống dây điện ngắn gọn, bảo trì thuận tiện.

Khuyết điểm: Cần triển khai xe buýt DC trước thời hạn, tính linh hoạt kém; Việc giảm áp suất xe buýt có thể dẫn đến việc cung cấp điện không đủ cho bộ thu từ xa (cần kiểm soát chiều dài dây hoặc tăng đường kính dây).

Cung cấp năng lượng qua Ethernet PoE (PoweroverEthernet)

Nguyên tắc: Truyền dữ liệu và điện đồng thời qua cáp Ethernet (CAT5e/CAT6) mà không cần thêm dây nguồn, tuân theo các tiêu chuẩn IEEE802.3af (15.4W), 802.3at (30W), 802.3bt (90W).

Các kịch bản phù hợp: bộ thu thập loại mạng (chẳng hạn như bộ thu thập giám sát môi trường với giao diện Ethernet), thiết bị phòng máy, bộ thu được gắn trên trần/cao (kịch bản khó khăn về hệ thống dây điện).

Ưu điểm: dữ liệu+điện tuyến đầu, chi phí dây thấp; Lắp đặt linh hoạt, phù hợp với nguồn điện từ xa (tối đa 100m cho cáp mạng một đoạn).

Nhược điểm: yêu cầu chuyển đổi PoE hoặc tiêm PoE, chi phí phần cứng cao hơn một chút; Bị giới hạn bởi sức mạnh của dây mạng, không thể phù hợp với bộ thu công suất cao.

Thứ hai, cung cấp năng lượng lưu trữ (di động không dây, phù hợp với kịch bản không có lưới điện)

Cung cấp năng lượng lưu trữ phụ thuộc vào pin hoặc siêu dung lượng lưu trữ năng lượng, lợi thế cốt lõi là "không dây miễn phí, phù hợp với môi trường không có lưới điện", thích hợp cho việc thu thập di động ngoài trời, cảnh giám sát tạm thời, độ bền là chỉ số chính.

1. Sử dụng pin dùng một lần

Loại: pin khô (loại AA/AAA, 1.5V), pin gốc lithium (CR2032, ER14505, 3.6V), pin kiềm, v.v.

Kịch bản phù hợp: Bộ thu thập năng lượng thấp (chẳng hạn như nút thu thập nhiệt độ và độ ẩm không dây, thiết bị đầu cuối giám sát môi trường dùng một lần), giám sát tạm thời ngắn hạn (chẳng hạn như thu thập dữ liệu tạm thời tại các địa điểm xây dựng).

Ưu điểm: không cần sạc, cài đặt là sử dụng; Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, phù hợp với bộ sưu tập thu nhỏ; Chi phí thấp.

Nhược điểm: Độ bền hạn chế (tùy thuộc vào mức tiêu thụ điện năng và dung lượng pin), cần thay thế thường xuyên khi thu thập tần số cao; Pin thải có áp lực môi trường.

2. Pin sạc được cung cấp

Loại: pin lithium (pin lithium polymer, pin lithium 18650, 3.7V), pin niken-hydro (loại AA/AAA, 1.2V), pin axit chì (12V, cảnh dung lượng lớn).

Các tình huống thích hợp: bộ thu thập di động (ví dụ: máy ghi dữ liệu cầm tay), giám sát dài hạn ngoài trời (ví dụ: bộ thu thập trắc địa đất), thiết bị phát hiện di động (ví dụ: bộ thu mẫu môi trường tại chỗ).

Ưu điểm: có thể sạc lại, chi phí sử dụng lâu dài thấp; Phạm vi tùy chọn công suất rộng (từ pin mini cấp mAh đến pin lưu trữ năng lượng cấp kWh).

Khuyết điểm: cần sạc hoặc thay thế định kỳ; Pin lithium giảm hiệu suất nhiệt độ thấp (-20 ℃ giảm đáng kể công suất), pin axít chì lớn và nặng.

3. Siêu điện dung cung cấp điện

Nguyên tắc: Sử dụng công suất cao, tính năng sạc và xả nhanh của siêu tụ điện để lưu trữ năng lượng điện, thường được sử dụng với các phương pháp cung cấp điện khác (như năng lượng mặt trời, sạc cảm ứng), như lưu trữ năng lượng tạm thời hoặc nguồn dự phòng.

Kịch bản phù hợp: thu thập thời gian ngắn tần số cao (chẳng hạn như bộ thu thập dữ liệu rung), cung cấp điện khẩn cấp trong trường hợp mất điện đột ngột (chẳng hạn như bảo vệ dữ liệu thu thập không bị mất), môi trường nhiệt độ thấp (-40 ℃~85 ℃) bộ thu thập.

Ưu điểm: Tuổi thọ sạc và xả dài (lên đến hơn 100.000 lần); Hiệu suất nhiệt độ thấp tuyệt vời, không có nguy cơ rò rỉ pin; Sạc nhanh.

Nhược điểm: mật độ năng lượng thấp (khối lượng lớn hơn pin); Tỷ lệ tự xả cao hơn và không thể cung cấp điện một mình trong thời gian dài.