LoRaWAN is 'n tegnologie wat vinnig gewild raak op die gebied van Internet of Things-oplossings. Terselfdertyd bly dit vir baie kliënte min bestudeer en eksoties, en daarom is daar baie mites en wanopvattings rondom dit. In 2018 het Rusland wysigings aan die wetgewing oor die gebruik van LoRaWAN-frekwensies aangeneem, wat die moontlikhede om hierdie tegnologie sonder 'n lisensie te gebruik, uitbrei. Ons glo dat dit nou die beste tyd is om hierdie tegnologie te begin gebruik om werklike besigheidsprobleme op te los.
In hierdie artikel sal ons kyk na die basiese beginsels van LoRaWAN, opsies om jou eie netwerk te bou en derdeparty-verskaffers te gebruik, en ook praat oor ons produkte wat LoRaWAN ondersteun.
Wat is LoRaWAN
LoRaWAN is 'n stel protokolle wat fisiese en netwerk data-oordraglae definieer vir lae-krag, lae-krag toestelle wat oor lang afstande werk. Die afkorting LoRa beteken Long Range, dit wil sê lang data-oordragafstande, en WAN (Wide Area Network) beteken dat die protokol ook die netwerklaag beskryf.
In teenstelling met die bekende GSM/3G/LTE/WiFi draadlose kommunikasiestandaarde, is LoRaWAN oorspronklik ontwerp om gelyktydig 'n groot aantal laekrag-intekenaartoestelle te bedien. Daarom is die hoofklem op immuniteit teen interferensie, energiedoeltreffendheid en reikwydte. Terselfdertyd word maksimum data-oordragtempo's beperk tot slegs 'n paar kilobits per sekonde.
Soos 'n sellulêre netwerk, het LoRaWAN intekenaartoestelle en basisstasies. Die kommunikasiereeks tussen die intekenaartoestel en die basisstasie kan 10 km bereik. In hierdie geval word intekenaartoestelle gewoonlik self aangedryf deur 'n battery en is die meeste van die tyd in energiebesparende modus, en word af en toe wakker vir korttermyn-data-uitruiling met die bediener. Watermeters kan byvoorbeeld een keer elke paar dae wakker word en die huidige waarde van die verbruikte volume water na die bediener oordra, en die res van die tyd in slaapmodus bly. Hierdie benadering maak dit moontlik om toestelle te verkry wat vir tot etlike jare werk sonder dat dit nodig is om batterye te vervang. Die taak van LoRaWAN-toestelle is om die nodige data van die basisstasie so vinnig moontlik te versend/ontvang en die luggolwe vir ander toestelle vry te maak, sodat die netwerk streng reëls het vir die tyd wat op die lug in beslag geneem word. Toestelle stuur data slegs nadat hulle bevestiging van die basisstasie ontvang het, dit laat jou toe om die las op die luggolwe aan die bedienerkant te beheer en data-uitruilsessies eweredig oor tyd te versprei.
Die LoRa-standaard beskryf die fisiese laag, seinmodulasie in die frekwensiereekse 433 MHz, 868 MHz in Europa, 915 MHz Australië/Amerika en 923 MHz Asië. In Rusland gebruik LoRaWAN die 868 MHz-band.
Hoe LoRaWAN werk
Aangesien LoRaWAN in 'n ongelisensieerde reeks funksioneer, vergemaklik dit die ontplooiing van sy eie netwerk met basisstasies aansienlik, in welke geval dit nie nodig is om van telekommunikasie-operateurs afhanklik te wees nie. Benewens die ontplooiing van jou eie netwerk, kan jy die netwerke van bestaande operateurs gebruik. LoRaWAN-verskaffers bestaan reeds oor die hele wêreld en het onlangs in Rusland begin verskyn, byvoorbeeld die operateur na jou LoRaWAN-netwerk in baie stede.
In Rusland werk LoRaWAN gewoonlik in die reeks 866-869 MHz, die maksimum kanaalwydte wat deur een intekenaartoestel beset word, is 125 kHz. Dit is hoe data-uitruiling via die LoRaWAN-protokol lyk op 'n spektrogram wat deur die habra-gebruiker Ruslan aangeteken is Nadyrshin met die hulp van SDR.
In Rusland is sedert 2018 wysigings aan wette aangeneem wat beperkings op die gebruik van 868 MHz-frekwensies aansienlik verminder. U kan in detail lees oor die nuwe wetgewende norme wat LoRaWAN-frekwensies in Rusland reguleer .
Basisstasie — in die terminologie van LoRaWAN word standaarde 'n poort of spilpunt genoem. Wat die doel betref, is hierdie toestel soortgelyk aan basisstasies van konvensionele mobiele sellulêre netwerke: eindtoestelle koppel daaraan en volg sy instruksies om kanale, krag en tydgleuwe vir data-oordrag te kies. Basisstasies is gekoppel aan 'n gesentraliseerde sagtewarebediener, wat toegang het tot die toestand van die hele netwerk as 'n geheel, handel oor frekwensiebeplanning, ens.
Tipies is LoRaWAN-basisstasies aan stilstaande krag gekoppel en het stabiele internettoegang. Advantech bied verskeie modelle van LoRaWAN-reeks basisstasies met 'n kapasiteit van 100 en 500 intekenaartoestelle, en die vermoë om via Ethernet en LTE aan die internet te koppel.
Intekenaar toestel - 'n lae-krag kliënt toestel, gewoonlik self-aangedrewe. Die meeste van die tyd is dit in die energiebesparende slaapmodus. Interaksie met 'n afgeleë toepassingsbediener om data te stuur/ontvang. Stoor enkripsiesleutels vir verifikasie by die basisstasie en toepassingbediener. Kan binne die dekkingsgebied van verskeie basisstasies wees. Hou streng by die reëls vir werk op die lug wat van die basisstasie ontvang word. Toestelle ADVANTECH is modulêre I/O-terminale, met verskeie analoog en digitale inset/uitset-koppelvlakke en RS-485/232-seriële koppelvlakke.
Die kliënt kan hul eie LoRaWAN-basisstasies ontplooi of bestaande netwerke van derdeparty-operateurs gebruik
Openbare LoRaWAN-netwerk
In hierdie argitektuur word toestelle aan 'n derdeparty-operateur se openbare netwerk gekoppel. Die kliënt hoef slegs intekenaartoestelle te koop en 'n ooreenkoms met die verskaffer aan te gaan en sleutels te ontvang om toegang tot die netwerk te verkry. Terselfdertyd is die kliënt heeltemal afhanklik van die operateur se dekking.
Hou in gedagte dat 'n publieke LoRaWAN-netwerk streng beperkings kan hê op die lugtyd wat 'n toestel kan beset, so vir toepassings wat meer gereelde data-uitruiling vereis, is sulke netwerke dalk nie geskik nie.
Voordat data gestuur word, vra die toestel toestemming om te stuur, en slegs as die basisstasie met bevestiging reageer, sal die uitruiling plaasvind.
Wanneer 'n derdeparty LoRaWAN-netwerk gebruik word, gebruik die kliënt iemand anders se basisstasie-infrastruktuur en is dit afhanklik van die verskaffer se dekking en sy data-oordragbeperkings
Hierdie benadering is gerieflik, byvoorbeeld wanneer intekenaartoestelle vervang word in stedelike gebiede waar die nodige infrastruktuur reeds bestaan. Byvoorbeeld, vir die installering van sensors in residensiële geboue en met 'n klein hoeveelheid oorgedra data, vir die insameling van data van elektrisiteitsmeters of waterverbruik. Sulke toestelle kan data een keer elke paar dae oordra.
Privaat LoRaWAN-netwerk
Wanneer 'n privaat netwerk ontplooi word, installeer die kliënt onafhanklik basisstasies en beplan dekking. Hierdie benadering is gerieflik wanneer jy volledige beheer oor die netwerk benodig, of by plekke waar operateursdekking nie bestaan nie.
In 'n private netwerk het die kliënt volledige beheer oor die infrastruktuur
In hierdie argitektuur maak die kliënt 'n eenmalige belegging in toerusting vir die ontplooiing van basisstasies en is hy nie meer afhanklik van dienste en derdeparty-operateurs nie. Hierdie opsie is geskik vir die bou van 'n netwerk by afgeleë landboupersele, produksiefasiliteite, ens. Om jou eie netwerk te hê, maak dit makliker om die bestaande infrastruktuur te skaal, dekking te verhoog, die aantal intekenaartoestelle en die volume versendte data.
Intekenaar I/O-terminale
Технические характеристики
- Weergawes vir alle globale LoRaWAN frekwensiebande
- Kommunikasiereeks met basis tot 5 km
- Uitbreidingsmodules vir verbinding randtoestelle
- ingeboude 4000mAh battery
- GPS-module (Galileo/BeiDou/GLONASS)
- Beskerming IP65
- USB-programmering
Reeks toestelle is modulêre terminale om verskeie randtoestelle aan die LoRaWAN-netwerk te koppel. Met hul hulp kan jy data van enige digitale en analoog sensors insamel, soos termometers, higrometers, barometers, versnellingsmeters, ens., en ander toestelle via RS-232/485-koppelvlakke beheer. Dit het 'n ingeboude 4000mA-battery, wat vir tot ses maande outonoom kan werk. Integreer met sonpanele om die battery te laai. Die ingeboude GPS-ontvanger laat jou toe om die ligging van die toestel akkuraat te bepaal, wat rekeningkunde en installasie vergemaklik: toestelle kan gemonteer word sonder om eers die databasis te betree, en na installasie word hulle outomaties aan die voorwerp gekoppel op grond van die ontvangde koördinate.
Programmering en konfigurasie word uitgevoer via 'n gewone USB-koppelvlak en vereis nie bykomende beheerders en programmeerders nie, so dit kan ter plaatse met 'n skootrekenaar gedoen word.
Koppelvlak modules
'n Stel koppelvlakke om eksterne toestelle aan te koppel , word geïmplementeer met behulp van koppelvlakmodules wat van onder af gekoppel is. Na een terminaal een koppelvlakmodule kan gekoppel word. Afhangende van die kliënt se take, kan dit digitale of analoog insette/uitsette, of seriële koppelvlakke wees. Die koppelvlakkontakte word beskerm deur 'n verseëlde verbinding met 'n M12-draadverbinding.
- — 4 analoog insette en 4 digitale insette
- WISE-S615-A - 6 kanale vir RTD (weerstandtemperatuurdetektor) termometer
- WISE-S617-A - 6 digitale insette, 2 RS-232/485 seriële koppelvlakke
Wzzard LRPv2-reeks sensor
BB reeks sensors Dit is LoRaWAN-intekenaartoestelle wat ontwerp is vir data-insameling in moeilike omgewings en ontwerp is vir vinnige installasie. Hulle het 'n magnetiese basis en kan veilig aan metaaloppervlaktes geheg word sonder bykomende hegstukke, wat jou toelaat om vinnig 'n netwerk van baie toestelle te ontplooi. Die verseëlde koppelvlakverbinding, wat aan die kant geleë is, is ontwerp om eksterne randtoestelle en sensors aan te sluit.
Технические характеристики
- Werking in alle frekwensiereekse LoRaWAN 868/915/923MHz
- Magnetiese montering op metaaloppervlak
- Interfaces RS485 (Modbus), 4 analoog insette, 2 digitale uitsette, 1 digitale uitset
- Verseëlde verbinding van die koppelvlakkabel
- Aangedryf deur 2 AA-litiumbatterye, sonpanele of 9 ~ 36V kragtoevoer
- Beskermingsklas IP66
- Werk by temperature -40 ~ 75°C
LoRaWAN-basisstasies
Advantech bied 'n volledige reeks toestelle vir die implementering van 'n private LoRaWAN-netwerk. Gateways reeks word gebruik om intekenaartoestelle te koppel, soos и , en die oordrag van data na die toepassingsbediener. Die lyn sluit modelle in wat die gelyktydige verbinding van 100 en 500 intekenaartoestelle ondersteun. Die poort is via Ethernet aan die internet gekoppel; weergawes met 'n ingeboude 4G-modem is ook beskikbaar. Ondersteun MQTT- en Modbus-protokolle vir data-oordrag na die toepassingsbediener.
Технические характеристики
- Ondersteun alle LoRaWAN-bande
- Gelyktydige diens van 100 of 500 intekenaartoestelle
- Ethernet-verbinding
- Opsioneel: ingeboude LTE-modem
- Ingeboude VPN-bediener/kliënt
Gevolgtrekking
LoRaWAN-tegnologie trek welverdiend baie aandag onder industriële oplossings, en vandag kan dit baie besigheidsprobleme effektief oplos. Maar vir die meeste kliënte bly LoRaWAN steeds 'n min bekende en onverstaanbare tegnologie. Ons glo dat dit in die nabye toekoms so wydverspreid sal wees soos klassieke sellulêre netwerke, wat ons kliënte in staat sal stel om outonome Internet of Things-oplossings makliker te implementeer.
Bron: will.com