數(shù)據(jù)采集器的供電方式需適配使用場(chǎng)景(實(shí)驗(yàn)室/工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)/戶外移動(dòng))、續(xù)航需求、安裝條件,核心分為“有線供電”“無(wú)線供電”“儲(chǔ)能供電”三大類(lèi),不同方式的適配場(chǎng)景、優(yōu)缺點(diǎn)差異顯著,具體分類(lèi)及細(xì)節(jié)如下:
一、有線供電(穩(wěn)定可靠,適合固定場(chǎng)景)
有線供電是很基礎(chǔ)、很常用的方式,核心優(yōu)勢(shì)是“持續(xù)穩(wěn)定、無(wú)續(xù)航焦慮”,適合長(zhǎng)期固定安裝的采集器(如實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集)。
1.交流市電供電(AC220V/110V)
原理:通過(guò)電源適配器將市電(AC220V,國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn);AC110V,海外標(biāo)準(zhǔn))轉(zhuǎn)換為采集器所需的直流電壓(如DC5V、12V、24V),直接供電。
適配場(chǎng)景:實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、工業(yè)控制柜內(nèi)采集器、室內(nèi)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)(如樓宇能耗采集)。
優(yōu)點(diǎn):供電持續(xù)穩(wěn)定,無(wú)需頻繁維護(hù);可帶動(dòng)高功耗采集器(如多通道、帶實(shí)時(shí)傳輸模塊的設(shè)備)。
缺點(diǎn):依賴(lài)電網(wǎng),斷電后無(wú)法工作(需搭配UPS備用電源);安裝受電源線限制,無(wú)法移動(dòng)。
2.直流總線供電(DC12V/24V)
原理:接入工業(yè)直流總線(如DC24V工業(yè)電源軌)或集中直流電源,適合工業(yè)場(chǎng)景中多臺(tái)采集器統(tǒng)一供電。
適配場(chǎng)景:工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、PLC配套采集器、傳感器網(wǎng)絡(luò)集中供電(如485總線采集系統(tǒng))。
優(yōu)點(diǎn):電壓穩(wěn)定,抗干擾能力強(qiáng)(適配工業(yè)電磁環(huán)境);多設(shè)備統(tǒng)一供電,布線簡(jiǎn)潔,維護(hù)方便。
缺點(diǎn):需提前部署直流總線,靈活性較差;總線壓降可能導(dǎo)致遠(yuǎn)端采集器供電不足(需控制布線長(zhǎng)度或加大線徑)。
3.PoE以太網(wǎng)供電(PoweroverEthernet)
原理:通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)線(CAT5e/CAT6)同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和電力,無(wú)需額外電源線,遵循IEEE802.3af(15.4W)、802.3at(30W)、802.3bt(90W)標(biāo)準(zhǔn)。
適配場(chǎng)景:網(wǎng)絡(luò)型采集器(如帶以太網(wǎng)接口的環(huán)境監(jiān)測(cè)采集器)、機(jī)房設(shè)備、吊頂/高處安裝的采集器(布線困難場(chǎng)景)。
優(yōu)點(diǎn):數(shù)據(jù)+電力一線通,布線成本低;安裝靈活,適合遠(yuǎn)距離供電(單段網(wǎng)線最大100米)。
缺點(diǎn):需搭配PoE交換機(jī)或PoE注入器,硬件成本略高;受網(wǎng)線功率限制,無(wú)法適配高功耗采集器。
二、儲(chǔ)能供電(無(wú)線移動(dòng),適合無(wú)電網(wǎng)場(chǎng)景)
儲(chǔ)能供電依賴(lài)電池或超級(jí)電容存儲(chǔ)電能,核心優(yōu)勢(shì)是“無(wú)線自由、適配無(wú)電網(wǎng)環(huán)境”,適合戶外移動(dòng)采集、臨時(shí)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景,續(xù)航能力是關(guān)鍵指標(biāo)。
1.一次性電池供電
類(lèi)型:干電池(AA/AAA型,1.5V)、鋰原電池(CR2032、ER14505,3.6V)、堿性電池等。
適配場(chǎng)景:低功耗采集器(如無(wú)線溫濕度采集節(jié)點(diǎn)、一次性環(huán)境監(jiān)測(cè)終端)、短期臨時(shí)監(jiān)測(cè)(如施工場(chǎng)地臨時(shí)數(shù)據(jù)采集)。
優(yōu)點(diǎn):無(wú)需充電,即裝即用;體積小、重量輕,適合微型采集器;成本低。
缺點(diǎn):續(xù)航有限(取決于功耗和電池容量),高頻率采集時(shí)需頻繁更換;廢棄電池有環(huán)保壓力。
2.可充電電池供電
類(lèi)型:鋰電池(鋰聚合物電池、18650鋰電池,3.7V)、鎳氫電池(AA/AAA型,1.2V)、鉛酸電池(12V,大容量場(chǎng)景)。
適配場(chǎng)景:便攜式采集器(如手持?jǐn)?shù)據(jù)記錄儀)、戶外長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)(如土壤墑情采集器)、移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備(如現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境采樣采集器)。
優(yōu)點(diǎn):可重復(fù)充電,長(zhǎng)期使用成本低;容量可選范圍廣(從mAh級(jí)微型電池到kWh級(jí)儲(chǔ)能電池)。
缺點(diǎn):需定期充電或更換;鋰電池低溫性能下降(-20℃以下容量大幅衰減),鉛酸電池體積大、重量重。
3.超級(jí)電容供電
原理:利用超級(jí)電容的高容量、快速充放電特性存儲(chǔ)電能,通常搭配其他供電方式(如太陽(yáng)能、感應(yīng)充電)使用,作為臨時(shí)儲(chǔ)能或備用電源。
適配場(chǎng)景:高頻次短時(shí)間采集(如振動(dòng)數(shù)據(jù)采集器)、突發(fā)供電中斷時(shí)的應(yīng)急供電(如保護(hù)采集數(shù)據(jù)不丟失)、低溫環(huán)境(-40℃~85℃)采集器。
優(yōu)點(diǎn):充放電壽命長(zhǎng)(可達(dá)10萬(wàn)次以上);低溫性能優(yōu)異,無(wú)電池漏液風(fēng)險(xiǎn);充電速度快。
缺點(diǎn):能量密度低(體積比電池大);自放電率較高,無(wú)法長(zhǎng)期單獨(dú)供電。