LoRaWAN, Əşyaların İnterneti həlləri sahəsində sürətlə populyarlıq qazanan texnologiyadır. Eyni zamanda, bir çox müştərilər üçün az öyrənilmiş və ekzotik olaraq qalır, buna görə də onun ətrafında çoxlu miflər və yanlış təsəvvürlər var. 2018-ci ildə Rusiya LoRaWAN tezliklərinin istifadəsi ilə bağlı qanunvericiliyə bu texnologiyadan lisenziyasız istifadə imkanlarını genişləndirən dəyişikliklər qəbul etdi. İnanırıq ki, indi real biznes problemlərini həll etmək üçün bu texnologiyadan istifadə etməyə başlamaq üçün ən yaxşı vaxtdır.
Bu yazıda biz LoRaWAN-ın əsas prinsiplərinə, öz şəbəkənizi qurmaq və üçüncü tərəf provayderlərindən istifadə etmək seçimlərinə baxacağıq, həmçinin LoRaWAN-ı dəstəkləyən məhsullarımız haqqında danışacağıq.
LoRaWAN nədir
LoRaWAN, uzun məsafələrdə işləyən aşağı güclü, aşağı güclü cihazlar üçün fiziki və şəbəkə məlumat ötürmə təbəqələrini müəyyən edən protokollar toplusudur. LoRa abbreviaturası Long Range, yəni uzun məlumat ötürmə məsafələri, WAN (Wide Area Network) isə protokolun şəbəkə qatını da təsvir etməsi deməkdir.
Tanınmış GSM/3G/LTE/WiFi simsiz rabitə standartlarından fərqli olaraq, LoRaWAN əvvəlcə çox sayda aşağı gücə malik abunəçi cihazlarına eyni vaxtda xidmət göstərmək üçün nəzərdə tutulmuşdu. Buna görə də, əsas diqqət müdaxiləyə qarşı toxunulmazlıq, enerji səmərəliliyi və diapazondur. Eyni zamanda, maksimum məlumat ötürmə sürətləri saniyədə yalnız bir neçə kilobitlə məhdudlaşır.
Mobil şəbəkə kimi, LoRaWAN-da abunəçi cihazları və baza stansiyaları var. Abunəçi cihazı ilə baza stansiyası arasında rabitə diapazonu 10 km-ə çata bilər. Bu halda, abonent qurğuları adətən batareya ilə öz-özünə işləyir və əksər vaxtlar enerjiyə qənaət rejimində olur, serverlə qısamüddətli məlumat mübadiləsi üçün arabir oyanırlar. Məsələn, su sayğacları bir neçə gündə bir dəfə oyanaraq istehlak edilmiş suyun həcminin cari dəyərini serverə ötürə, qalan vaxtda isə yuxu rejimində qala bilər. Bu yanaşma batareyaları dəyişdirməyə ehtiyac olmadan bir neçə ilə qədər işləyən cihazları əldə etməyə imkan verir. LoRaWAN cihazlarının vəzifəsi baza stansiyasından lazımi məlumatları mümkün qədər tez ötürmək/qəbul etmək və digər cihazlar üçün efir dalğalarını boşaltmaqdır, beləliklə, şəbəkədə efirdə qalan vaxt üçün ciddi qaydalar var. Qurğular məlumatı yalnız baza stansiyasından təsdiq aldıqdan sonra ötürür, bu, server tərəfində efir dalğalarında yükü idarə etməyə və zamanla məlumat mübadiləsi seanslarını bərabər paylamağa imkan verir.
LoRa standartı fiziki təbəqəni, siqnal modulyasiyasını 433 MHz, Avropada 868 MHz, 915 MHz Avstraliya/Amerika və 923 MHz Asiya tezlik diapazonunda təsvir edir. Rusiyada LoRaWAN 868 MHz diapazonundan istifadə edir.
LoRaWAN necə işləyir
LoRaWAN lisenziyasız diapazonda fəaliyyət göstərdiyindən, o, öz şəbəkəsinin baza stansiyaları ilə yerləşdirilməsini xeyli asanlaşdırır, bu halda telekommunikasiya operatorlarından asılı olmağa ehtiyac yoxdur. Öz şəbəkənizi yerləşdirməklə yanaşı, mövcud operatorların şəbəkələrindən də istifadə edə bilərsiniz. LoRaWAN provayderləri artıq bütün dünyada mövcuddur və bu yaxınlarda Rusiyada, məsələn, operator kimi görünməyə başlamışdır bir çox şəhərlərdə LoRaWAN şəbəkəniz üçün.
Rusiyada LoRaWAN adətən 866-869 MHz diapazonunda işləyir, bir abunəçi cihazının tutduğu maksimum kanal eni 125 kHz-dir. LoRaWAN protokolu ilə məlumat mübadiləsi habra istifadəçisi Ruslan tərəfindən qeydə alınan spektroqramda belə görünür. Nadırşin SDR-nin köməyi ilə.
Rusiyada 2018-ci ildən bəri qanunlara 868 MHz tezliklərin istifadəsinə qoyulan məhdudiyyətləri əhəmiyyətli dərəcədə azaldan düzəlişlər qəbul edilmişdir. Rusiyada LoRaWAN tezliklərini tənzimləyən yeni qanunvericilik normaları haqqında ətraflı oxuya bilərsiniz. .
Baza stansiyası — LoRaWAN standartlarının terminologiyasında şlüz və ya mərkəz adlanır. Məqsəd baxımından bu cihaz adi mobil mobil şəbəkələrin baza stansiyalarına bənzəyir: son qurğular ona qoşulur və məlumatların ötürülməsi üçün kanalların, gücün və vaxt intervallarının seçilməsi üçün onun göstərişlərinə əməl edir. Baza stansiyaları bütövlükdə bütün şəbəkənin vəziyyətinə çıxışı olan, tezlik planlaşdırılması ilə məşğul olan mərkəzləşdirilmiş proqram təminatı serverinə qoşulur və s.
Tipik olaraq, LoRaWAN baza stansiyaları stasionar enerjiyə qoşulur və sabit İnternetə çıxışa malikdir. Advantech LoRaWAN seriyalı baza stansiyalarının bir neçə modelini təklif edir tutumu 100 və 500 abonent qurğusu, Ethernet və LTE vasitəsilə internetə qoşulmaq imkanı.
Abunəçi cihazı - aşağı güclü müştəri cihazı, adətən öz-özünə işləyir. Çox vaxt yuxu enerjiyə qənaət rejimində olur. Məlumatları ötürmək/qəbul etmək üçün uzaq proqram serveri ilə qarşılıqlı əlaqə qurur. Baza stansiyasında və proqram serverində identifikasiya üçün şifrələmə açarlarını saxlayır. Bir neçə baza stansiyasının əhatə dairəsi daxilində ola bilər. Baza stansiyasından alınan efirdə işləmək qaydalarına ciddi əməl edir. Cihazlar Advantech müxtəlif analoq və rəqəmsal giriş/çıxış interfeysləri və RS-485/232 seriyalı interfeysləri olan modul I/O terminallarıdır.
Müştəri öz LoRaWAN baza stansiyalarını yerləşdirə və ya üçüncü tərəf operatorlarının mövcud şəbəkələrindən istifadə edə bilər.
İctimai LoRaWAN şəbəkəsi
Bu arxitekturada cihazlar üçüncü tərəf operatorunun ictimai şəbəkəsinə qoşulur. Müştəri yalnız abunəçi cihazlarını almaq və provayderlə müqavilə bağlamaq və şəbəkəyə daxil olmaq üçün açarları almalıdır. Eyni zamanda, müştəri tamamilə operatorun əhatə dairəsindən asılıdır.
Nəzərə alın ki, ictimai LoRaWAN şəbəkəsində cihazın tuta biləcəyi efir vaxtı ilə bağlı ciddi məhdudiyyətlər ola bilər, ona görə də daha tez-tez məlumat mübadiləsi tələb edən proqramlar üçün belə şəbəkələr uyğun olmaya bilər.
Məlumatı göndərməzdən əvvəl cihaz ötürmək üçün icazə tələb edir və yalnız baza stansiyası təsdiqlə cavab verərsə, mübadilə baş verəcək.
Üçüncü tərəf LoRaWAN şəbəkəsindən istifadə edərkən müştəri başqasının baza stansiyası infrastrukturundan istifadə edir və provayderin əhatə dairəsindən və onun məlumat ötürülməsi məhdudiyyətlərindən asılıdır.
Bu yanaşma, məsələn, lazımi infrastrukturun mövcud olduğu şəhər yerlərində abunə cihazlarının dəyişdirilməsi zamanı əlverişlidir. Məsələn, yaşayış binalarında və az miqdarda ötürülən məlumatlarla sensorların quraşdırılması, elektrik sayğaclarından və ya su istehlakından məlumat toplamaq üçün. Belə cihazlar bir neçə gündə bir dəfə məlumat ötürə bilər.
Şəxsi LoRaWAN şəbəkəsi
Şəxsi şəbəkəni yerləşdirərkən müştəri müstəqil olaraq baza stansiyalarını quraşdırır və əhatə dairəsini planlaşdırır. Bu yanaşma şəbəkə üzərində tam nəzarətə ehtiyacınız olduqda və ya operatorun əhatə dairəsi olmayan saytlarda əlverişlidir.
Şəxsi şəbəkədə müştəri infrastruktur üzərində tam nəzarətə malikdir
Bu arxitekturada müştəri baza stansiyalarının yerləşdirilməsi üçün avadanlıqlara birdəfəlik sərmayə qoyur və artıq xidmətlərdən və üçüncü tərəf operatorlarından asılı deyil. Bu seçim uzaq kənd təsərrüfatı sahələrində, istehsal obyektlərində və s. şəbəkə qurmaq üçün uygundur. Öz şəbəkənizin olması mövcud infrastrukturun miqyasını, əhatə dairəsini, abunəçi cihazlarının sayını və ötürülən məlumatların həcmini artırmağı asanlaşdırır.
Abunəçi giriş/çıxış terminalları
Технические характеристики
- Bütün qlobal LoRaWAN tezlik diapazonları üçün versiyalar
- Baza ilə əlaqə diapazonu 5 km-ə qədər
- Bağlantı üçün genişləndirici modullar periferik cihazlar
- Vstroenny 4000 mAh batareya
- GPS modulu (Galileo/BeiDou/GLONASS)
- Müdafiə IP65
- USB proqramlaşdırma
Serial cihazlar müxtəlif periferik cihazları LoRaWAN şəbəkəsinə qoşmaq üçün modul terminallardır. Onların köməyi ilə siz istənilən rəqəmsal və analoq sensorlardan, məsələn, termometrlər, hiqrometrlər, barometrlər, akselerometrlər və s.-dən məlumat toplaya və RS-232/485 interfeysləri vasitəsilə digər cihazları idarə edə bilərsiniz. O, altı aya qədər avtonom işləyə bilən daxili 4000mA batareyaya malikdir. Batareyanı doldurmaq üçün günəş panelləri ilə inteqrasiya olunur. Quraşdırılmış GPS qəbuledicisi cihazın yerini dəqiq müəyyən etməyə imkan verir ki, bu da uçotu və quraşdırılmasını asanlaşdırır: qurğular əvvəlcə verilənlər bazasına daxil edilmədən quraşdırıla bilər və quraşdırıldıqdan sonra onlar alınan koordinatlar əsasında avtomatik olaraq obyektlə əlaqələndirilir.
Proqramlaşdırma və konfiqurasiya adi USB interfeysi vasitəsilə həyata keçirilir və əlavə nəzarətçilər və proqramçılar tələb etmir, buna görə də noutbukdan istifadə edərək saytda edilə bilər.
İnterfeys modulları
Xarici cihazları birləşdirmək üçün interfeyslər dəsti , aşağıdan birləşdirilən interfeys modullarından istifadə etməklə həyata keçirilir. Bir terminala bir interfeys modulu qoşula bilər. Müştərinin tapşırıqlarından asılı olaraq bunlar rəqəmsal və ya analoq giriş/çıxışlar və ya serial interfeyslər ola bilər. İnterfeys kontaktları M12 yivli bağlantısı olan möhürlənmiş bağlayıcı ilə qorunur.
- — 4 analoq giriş və 4 rəqəmsal giriş
- WISE-S615-A - RTD (müqavimət temperatur detektoru) termometri üçün 6 kanal
- WISE-S617-A - 6 rəqəmsal giriş, 2 RS-232/485 seriya interfeysi
Wzzard LRPv2 seriyalı sensor
BB seriyalı sensorlar Bunlar sərt mühitlərdə məlumatların toplanması üçün nəzərdə tutulmuş və sürətli quraşdırma üçün nəzərdə tutulmuş LoRaWAN abunə cihazlarıdır. Onların bir maqnit bazası var və əlavə bağlayıcılar olmadan metal səthlərə etibarlı şəkildə yapışdırıla bilər ki, bu da bir çox cihazın şəbəkəsini tez bir zamanda yerləşdirməyə imkan verir. Yan tərəfdə yerləşən möhürlənmiş interfeys konnektoru xarici periferik cihazları və sensorları birləşdirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Технические характеристики
- LoRaWAN 868/915/923MHz bütün tezlik diapazonlarında işləmə
- Metal səthdə maqnit montajı
- İnterfeyslər RS485 (Modbus), 4 analoq giriş, 2 rəqəmsal çıxış, 1 rəqəmsal çıxış
- İnterfeys kabelinin möhürlənmiş bağlantısı
- 2 AA litium batareya, günəş panelləri və ya 9~36V enerji təchizatı ilə işləyir
- Mühafizə sinfi IP66
- -40 ~ 75°C temperaturda işləmə
LoRaWAN baza stansiyaları
Advantech özəl LoRaWAN şəbəkəsini yerləşdirmək üçün bütün cihazları təklif edir. Gateway seriyası kimi abonent cihazlarını birləşdirmək üçün istifadə olunur и , və məlumatların proqram serverinə ötürülməsi. Xəttə 100 və 500 abunəçi cihazın eyni vaxtda qoşulmasını dəstəkləyən modellər daxildir. Şluz İnternetə Ethernet vasitəsilə qoşulub, daxili 4G modemi olan versiyalar da mövcuddur. Proqram serverinə verilənlərin ötürülməsi üçün MQTT və Modbus protokollarını dəstəkləyir.
Технические характеристики
- Bütün LoRaWAN lentlərini dəstəkləyir
- 100 və ya 500 abunəçi cihazına eyni vaxtda xidmət göstərilməsi
- Ethernet bağlantısı
- Könüllü: daxili LTE modem
- Daxili VPN server/müştəri
Nəticə
LoRaWAN texnologiyası sənaye həlləri arasında layiqincə diqqəti cəlb edir və bu gün bir çox biznes problemlərini effektiv şəkildə həll edə bilir. Lakin əksər müştərilər üçün LoRaWAN hələ də az tanınan və anlaşılmaz bir texnologiya olaraq qalır. İnanırıq ki, yaxın gələcəkdə o, klassik mobil şəbəkələr qədər geniş yayılacaq və bu, müştərilərimizə “Əşyaların interneti” avtonom həllərini daha asan tətbiq etməyə imkan verəcək.
Mənbə: www.habr.com