LoRaWAN কিভাবে একটি আধুনিক ইন্টারনেট অব থিংস তৈরি করতে সাহায্য করে

LoRaWAN হল এমন একটি প্রযুক্তি যা ইন্টারনেট অফ থিংস সমাধানের ক্ষেত্রে দ্রুত জনপ্রিয়তা অর্জন করছে। একই সময়ে, অনেক ক্লায়েন্টের জন্য এটি সামান্য অধ্যয়ন এবং বহিরাগত রয়ে গেছে, যার কারণে এটির চারপাশে অনেক পৌরাণিক কাহিনী এবং ভুল ধারণা রয়েছে। 2018 সালে, রাশিয়া LoRaWAN ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহারের আইনে সংশোধনী গ্রহণ করেছে, যা লাইসেন্স ছাড়াই এই প্রযুক্তি ব্যবহারের সম্ভাবনাকে প্রসারিত করে। আমরা বিশ্বাস করি যে প্রকৃত ব্যবসায়িক সমস্যা সমাধানের জন্য এই প্রযুক্তি ব্যবহার শুরু করার এখনই সেরা সময়।

এই নিবন্ধে আমরা LoRaWAN-এর মৌলিক নীতিগুলি, আপনার নিজস্ব নেটওয়ার্ক তৈরি এবং তৃতীয়-পক্ষ প্রদানকারী ব্যবহার করার বিকল্পগুলি দেখব এবং LoRaWAN সমর্থন করে এমন আমাদের পণ্যগুলির বিষয়েও কথা বলব৷

LoRaWAN কি?

LoRaWAN হল প্রোটোকলের একটি সেট যা দীর্ঘ দূরত্বে অপারেটিং কম-পাওয়ার, কম-পাওয়ার ডিভাইসগুলির জন্য শারীরিক এবং নেটওয়ার্ক ডেটা স্থানান্তর স্তরগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে। সংক্ষিপ্ত রূপ LoRa মানে লং রেঞ্জ, অর্থাৎ দীর্ঘ ডাটা ট্রান্সমিশন দূরত্ব এবং WAN (ওয়াইড এরিয়া নেটওয়ার্ক) মানে প্রোটোকল নেটওয়ার্ক লেয়ারকেও বর্ণনা করে।

সুপরিচিত GSM/3G/LTE/WiFi ওয়্যারলেস কমিউনিকেশন স্ট্যান্ডার্ডের বিপরীতে, LoRaWAN মূলত একই সাথে বিপুল সংখ্যক কম-পাওয়ার গ্রাহক ডিভাইস পরিবেশন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল। অতএব, প্রধান জোর হস্তক্ষেপ, শক্তি দক্ষতা এবং পরিসীমা প্রতিরোধের উপর। একই সময়ে, সর্বাধিক ডেটা স্থানান্তর হার প্রতি সেকেন্ডে মাত্র কয়েক কিলোবিটের মধ্যে সীমাবদ্ধ।

একটি সেলুলার নেটওয়ার্কের মতো, LoRaWAN এর গ্রাহক ডিভাইস এবং বেস স্টেশন রয়েছে। গ্রাহক ডিভাইস এবং বেস স্টেশনের মধ্যে যোগাযোগের পরিসীমা 10 কিলোমিটারে পৌঁছাতে পারে। এই ক্ষেত্রে, গ্রাহক ডিভাইসগুলি সাধারণত একটি ব্যাটারি দ্বারা স্ব-চালিত হয় এবং বেশিরভাগ সময় শক্তি-সঞ্চয় মোডে থাকে, সার্ভারের সাথে স্বল্পমেয়াদী ডেটা বিনিময়ের জন্য মাঝে মাঝে জেগে ওঠে। উদাহরণস্বরূপ, জলের মিটারগুলি প্রতি কয়েক দিনে একবার জেগে উঠতে পারে এবং সার্ভারে ব্যবহৃত জলের বর্তমান মান প্রেরণ করতে পারে এবং বাকি সময় স্লিপ মোডে থাকতে পারে। এই পদ্ধতিটি ব্যাটারি প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন ছাড়াই বেশ কয়েক বছর পর্যন্ত কাজ করে এমন ডিভাইসগুলি প্রাপ্ত করা সম্ভব করে তোলে। LoRaWAN ডিভাইসের কাজ হল বেস স্টেশন থেকে যত তাড়াতাড়ি সম্ভব প্রয়োজনীয় ডেটা প্রেরণ/গ্রহণ করা এবং অন্যান্য ডিভাইসের জন্য বায়ুতরঙ্গ মুক্ত করা, তাই নেটওয়ার্কের বাতাসে থাকা সময়ের জন্য কঠোর নিয়ম রয়েছে। ডিভাইসগুলি শুধুমাত্র বেস স্টেশন থেকে নিশ্চিতকরণ পাওয়ার পরেই ডেটা প্রেরণ করে, এটি আপনাকে সার্ভারের দিকে এয়ারওয়েভের লোড নিয়ন্ত্রণ করতে এবং সময়ের সাথে ডেটা বিনিময় সেশনগুলি সমানভাবে বিতরণ করতে দেয়।

LoRa স্ট্যান্ডার্ড শারীরিক স্তর বর্ণনা করে, ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে সংকেত মডুলেশন 433 MHz, ইউরোপে 868 MHz, 915 MHz অস্ট্রেলিয়া/আমেরিকা এবং 923 MHz এশিয়া। রাশিয়ায়, LoRaWAN 868 MHz ব্যান্ড ব্যবহার করে।

LoRaWAN কিভাবে কাজ করে

যেহেতু LoRaWAN লাইসেন্সবিহীন পরিসরে কাজ করে, এটি বেস স্টেশনগুলির সাথে তার নিজস্ব নেটওয়ার্ক স্থাপনকে ব্যাপকভাবে সরল করে, এই ক্ষেত্রে টেলিকম অপারেটরদের উপর নির্ভর করার প্রয়োজন নেই। আপনার নিজস্ব নেটওয়ার্ক স্থাপনের পাশাপাশি, আপনি বিদ্যমান অপারেটরদের নেটওয়ার্ক ব্যবহার করতে পারেন। LoRaWAN প্রদানকারীরা ইতিমধ্যেই সারা বিশ্বে বিদ্যমান এবং সম্প্রতি রাশিয়ায় উপস্থিত হতে শুরু করেছে, উদাহরণস্বরূপ অপারেটর ইআর-টেলিকম ইতিমধ্যে সংযোগ অফার করে অনেক শহরে আপনার LoRaWAN নেটওয়ার্কে।

রাশিয়ায়, LoRaWAN সাধারণত 866-869 MHz পরিসরে কাজ করে, একটি গ্রাহক ডিভাইস দ্বারা দখলকৃত চ্যানেলের সর্বাধিক প্রস্থ হল 125 kHz। লোরাওয়ান প্রোটোকলের মাধ্যমে ডেটা আদান-প্রদান হাবরা ব্যবহারকারী রুসলান দ্বারা রেকর্ড করা একটি স্পেকট্রোগ্রামে এইরকম দেখায় ইলেকট্রিক ফ্রম উফা এসডিআরের সহায়তায় নাদিরশিন।

রাশিয়ায়, 2018 সাল থেকে, আইনের সংশোধনী গৃহীত হয়েছে যা উল্লেখযোগ্যভাবে 868 মেগাহার্টজ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহারের উপর বিধিনিষেধ কমিয়েছে। আপনি রাশিয়ায় LoRaWAN ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণকারী নতুন আইনী নিয়ম সম্পর্কে বিস্তারিত পড়তে পারেন এই নিবন্ধে.

প্রধান কাঠামো — LoRaWAN মানের পরিভাষায় একটি গেটওয়ে বা হাব বলা হয়। উদ্দেশ্যের পরিপ্রেক্ষিতে, এই ডিভাইসটি প্রচলিত মোবাইল সেলুলার নেটওয়ার্কগুলির বেস স্টেশনগুলির মতো: শেষ ডিভাইসগুলি এটির সাথে সংযোগ করে এবং ডেটা ট্রান্সমিশনের জন্য চ্যানেল, পাওয়ার এবং টাইম স্লট নির্বাচন করার জন্য এর নির্দেশাবলী অনুসরণ করে৷ বেস স্টেশনগুলি একটি কেন্দ্রীভূত সফ্টওয়্যার সার্ভারের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা সম্পূর্ণ নেটওয়ার্কের রাজ্যে অ্যাক্সেস করে, ফ্রিকোয়েন্সি পরিকল্পনা ইত্যাদির সাথে কাজ করে।
সাধারণত, LoRaWAN বেস স্টেশনগুলি স্থির শক্তির সাথে সংযুক্ত থাকে এবং স্থিতিশীল ইন্টারনেট অ্যাক্সেস থাকে। Advantech LoRaWAN সিরিজের বেস স্টেশনের বেশ কয়েকটি মডেল অফার করে WISE-6610 100 এবং 500 গ্রাহক ডিভাইসের ক্ষমতা সহ, এবং ইথারনেট এবং LTE এর মাধ্যমে ইন্টারনেটের সাথে সংযোগ করার ক্ষমতা।

গ্রাহক ডিভাইস - একটি কম-পাওয়ার ক্লায়েন্ট ডিভাইস, সাধারণত স্ব-চালিত। বেশিরভাগ সময় এটি ঘুমের শক্তি-সঞ্চয় মোডে থাকে। ডেটা প্রেরণ/গ্রহণ করতে একটি দূরবর্তী অ্যাপ্লিকেশন সার্ভারের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে। বেস স্টেশন এবং অ্যাপ্লিকেশন সার্ভারে প্রমাণীকরণের জন্য এনক্রিপশন কী সংরক্ষণ করে। বেশ কয়েকটি বেস স্টেশনের কভারেজ এলাকার মধ্যে হতে পারে। বেস স্টেশন থেকে প্রাপ্ত বায়ুতে কাজ করার নিয়মগুলি কঠোরভাবে মেনে চলে। ডিভাইস Advantech WISE-4610 বিভিন্ন এনালগ এবং ডিজিটাল ইনপুট/আউটপুট ইন্টারফেস এবং RS-485/232 সিরিয়াল ইন্টারফেস সহ মডুলার I/O টার্মিনাল।

গ্রাহক তাদের নিজস্ব LoRaWAN বেস স্টেশন স্থাপন করতে পারেন বা তৃতীয় পক্ষের অপারেটরদের বিদ্যমান নেটওয়ার্ক ব্যবহার করতে পারেন

পাবলিক LoRaWAN নেটওয়ার্ক

এই আর্কিটেকচারে, ডিভাইসগুলি তৃতীয় পক্ষের অপারেটরের পাবলিক নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত থাকে। ক্লায়েন্টকে শুধুমাত্র গ্রাহক ডিভাইস ক্রয় করতে হবে এবং প্রদানকারীর সাথে একটি চুক্তিতে প্রবেশ করতে হবে এবং নেটওয়ার্ক অ্যাক্সেস করার জন্য কী পেতে হবে। একই সময়ে, ক্লায়েন্ট সম্পূর্ণরূপে অপারেটরের কভারেজের উপর নির্ভরশীল।
মনে রাখবেন যে একটি পাবলিক LoRaWAN নেটওয়ার্কের এয়ারটাইমের উপর কঠোর বিধিনিষেধ থাকতে পারে একটি ডিভাইস দখল করতে পারে, তাই যে অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও ঘন ঘন ডেটা বিনিময় প্রয়োজন, এই জাতীয় নেটওয়ার্কগুলি উপযুক্ত নাও হতে পারে৷
ডেটা পাঠানোর আগে, ডিভাইসটি প্রেরণের অনুমতির অনুরোধ করে, এবং শুধুমাত্র যদি বেস স্টেশন নিশ্চিতকরণের সাথে সাড়া দেয়, তবে বিনিময় হবে।

একটি তৃতীয় পক্ষের LoRaWAN নেটওয়ার্ক ব্যবহার করার সময়, ক্লায়েন্ট অন্য কারো বেস স্টেশন অবকাঠামো ব্যবহার করে এবং প্রদানকারীর কভারেজ এবং এর ডেটা স্থানান্তর সীমাবদ্ধতার উপর নির্ভর করে

এই পদ্ধতিটি সুবিধাজনক, উদাহরণস্বরূপ, যখন প্রয়োজনীয় অবকাঠামো ইতিমধ্যে বিদ্যমান শহুরে এলাকায় গ্রাহক ডিভাইসগুলি প্রতিস্থাপন করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, আবাসিক বিল্ডিংগুলিতে সেন্সর ইনস্টল করার জন্য এবং অল্প পরিমাণে প্রেরিত ডেটা সহ, বিদ্যুৎ মিটার বা জল খরচ থেকে ডেটা সংগ্রহের জন্য। এই ধরনের ডিভাইস প্রতি কয়েক দিনে একবার ডেটা প্রেরণ করতে পারে।

ব্যক্তিগত LoRaWAN নেটওয়ার্ক

একটি ব্যক্তিগত নেটওয়ার্ক স্থাপন করার সময়, গ্রাহক স্বাধীনভাবে বেস স্টেশন ইনস্টল করে এবং কভারেজের পরিকল্পনা করে। এই পদ্ধতিটি সুবিধাজনক যখন আপনার নেটওয়ার্কের উপর সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয়, বা এমন সাইটগুলিতে যেখানে অপারেটর কভারেজ বিদ্যমান নেই৷

একটি ব্যক্তিগত নেটওয়ার্কে, গ্রাহকের পরিকাঠামোর উপর সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণ থাকে

এই আর্কিটেকচারে, গ্রাহক বেস স্টেশন স্থাপনের জন্য সরঞ্জামগুলিতে এককালীন বিনিয়োগ করে এবং পরিষেবা এবং তৃতীয় পক্ষের অপারেটরের উপর আর নির্ভরশীল নয়। এই বিকল্পটি দূরবর্তী কৃষি সাইট, উৎপাদন সুবিধা ইত্যাদিতে একটি নেটওয়ার্ক তৈরির জন্য উপযুক্ত। আপনার নিজস্ব নেটওয়ার্ক থাকলে বিদ্যমান পরিকাঠামো, কভারেজ বাড়ানো, গ্রাহক ডিভাইসের সংখ্যা এবং ট্রান্সমিটেড ডেটার ভলিউম স্কেল করা সহজ করে তোলে।

গ্রাহক I/O টার্মিনাল WISE-4610

Технические характеристики

• সমস্ত বিশ্বব্যাপী LoRaWAN ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের সংস্করণ
• বেস সঙ্গে যোগাযোগ পরিসীমা 5 কিমি পর্যন্ত
• সংযোগের জন্য সম্প্রসারণ মডিউল পেরিফেরাল ডিভাইস
• অন্তর্নির্মিত 4000mAh ব্যাটারি
• জিপিএস মডিউল (গ্যালিলিও/বেইডু/গ্লোনাস)
• সুরক্ষা IP65
• ইউএসবি প্রোগ্রামিং

সিরিজ ডিভাইস WISE-4610 LoRaWAN নেটওয়ার্কে বিভিন্ন পেরিফেরাল ডিভাইস সংযুক্ত করার জন্য মডুলার টার্মিনাল। তাদের সাহায্যে, আপনি যেকোনো ডিজিটাল এবং অ্যানালগ সেন্সর থেকে ডেটা সংগ্রহ করতে পারেন, যেমন থার্মোমিটার, হাইগ্রোমিটার, ব্যারোমিটার, অ্যাক্সিলোমিটার ইত্যাদি, এবং RS-232/485 ইন্টারফেসের মাধ্যমে অন্যান্য ডিভাইসগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন। এটিতে একটি অন্তর্নির্মিত 4000mA ব্যাটারি রয়েছে, যা ছয় মাস পর্যন্ত স্বায়ত্তশাসিতভাবে কাজ করতে পারে। ব্যাটারি চার্জ করার জন্য সোলার প্যানেলের সাথে একত্রিত হয়। অন্তর্নির্মিত জিপিএস রিসিভার আপনাকে ডিভাইসের অবস্থান নির্ভুলভাবে নির্ধারণ করতে দেয়, যা অ্যাকাউন্টিং এবং ইনস্টলেশনকে সহজ করে: ডিভাইসগুলি প্রথমে ডাটাবেসে প্রবেশ না করেই মাউন্ট করা যেতে পারে এবং ইনস্টলেশনের পরে প্রাপ্ত স্থানাঙ্কের উপর ভিত্তি করে সেগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে বস্তুর সাথে সংযুক্ত হয়।

প্রোগ্রামিং এবং কনফিগারেশন একটি নিয়মিত ইউএসবি ইন্টারফেসের মাধ্যমে বাহিত হয় এবং অতিরিক্ত কন্ট্রোলার এবং প্রোগ্রামার প্রয়োজন হয় না, তাই এটি একটি ল্যাপটপ ব্যবহার করে সাইটে করা যেতে পারে।

ইন্টারফেস মডিউল

বাহ্যিক ডিভাইসের সাথে সংযোগ করার জন্য ইন্টারফেসের একটি সেট WISE-4610, নীচে থেকে সংযুক্ত ইন্টারফেস মডিউল ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয়। এক টার্মিনালে WISE-4610 একটি ইন্টারফেস মডিউল সংযুক্ত করা যেতে পারে। গ্রাহকের কাজের উপর নির্ভর করে, এগুলি ডিজিটাল বা অ্যানালগ ইনপুট/আউটপুট বা সিরিয়াল ইন্টারফেস হতে পারে। ইন্টারফেস পরিচিতিগুলি একটি M12 থ্রেডযুক্ত সংযোগ সহ একটি সিলযুক্ত সংযোগকারী দ্বারা সুরক্ষিত।

• ডাব্লুআইএসই-এস 614-এ — 4টি অ্যানালগ ইনপুট এবং 4টি ডিজিটাল ইনপুট৷
• WISE-S615-A - RTD (রেজিস্ট্যান্স টেম্পারেচার ডিটেক্টর) থার্মোমিটারের জন্য 6টি চ্যানেল
• WISE-S617-A - 6 ডিজিটাল ইনপুট, 2 RS-232/485 সিরিয়াল ইন্টারফেস

Wzzard LRPv2 সিরিজ সেন্সর

বিবি সিরিজ সেন্সর Wzzard LRPv2 এইগুলি হল LoRaWAN গ্রাহক ডিভাইসগুলি কঠোর পরিবেশে ডেটা সংগ্রহের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং দ্রুত ইনস্টলেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। তাদের একটি চৌম্বকীয় বেস রয়েছে এবং অতিরিক্ত ফাস্টেনার ছাড়াই ধাতব পৃষ্ঠের সাথে নিরাপদে সংযুক্ত করা যেতে পারে, যা আপনাকে দ্রুত অনেক ডিভাইসের একটি নেটওয়ার্ক স্থাপন করতে দেয়। সিল করা ইন্টারফেস সংযোগকারী, পাশে অবস্থিত, বহিরাগত পেরিফেরাল ডিভাইস এবং সেন্সর সংযোগ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

Технические характеристики

• সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে অপারেশন LoRaWAN 868/915/923MHz
• ধাতু পৃষ্ঠের উপর চৌম্বক মাউন্ট
• ইন্টারফেস RS485 (Modbus), 4টি এনালগ ইনপুট, 2টি ডিজিটাল আউটপুট, 1টি ডিজিটাল আউটপুট
• ইন্টারফেস তারের সিল সংযোগ
• 2 AA লিথিয়াম ব্যাটারি, সোলার প্যানেল বা 9~36V পাওয়ার সাপ্লাই দ্বারা চালিত
• সুরক্ষা ক্লাস IP66
• তাপমাত্রা -40 ~ 75 ডিগ্রি সেলসিয়াসে অপারেশন

LoRaWAN বেস স্টেশন WISE-6610

Advantech একটি ব্যক্তিগত LoRaWAN নেটওয়ার্ক স্থাপনের জন্য একটি সম্পূর্ণ পরিসরের ডিভাইস সরবরাহ করে। গেটওয়ে সিরিজ WISE-6610 গ্রাহক ডিভাইস সংযোগ করতে ব্যবহৃত হয়, যেমন WISE-4610 и Wzzard LRPv2, এবং অ্যাপ্লিকেশন সার্ভারে ডেটা প্রেরণ। লাইনটিতে এমন মডেল রয়েছে যা 100 এবং 500 গ্রাহক ডিভাইসের একযোগে সংযোগ সমর্থন করে। গেটওয়েটি ইথারনেটের মাধ্যমে ইন্টারনেটের সাথে সংযুক্ত; একটি অন্তর্নির্মিত 4G মডেম সহ সংস্করণগুলিও উপলব্ধ। অ্যাপ্লিকেশন সার্ভারে ডেটা স্থানান্তরের জন্য MQTT এবং Modbus প্রোটোকল সমর্থন করে।

Технические характеристики

• সমস্ত LoRaWAN ব্যান্ড সমর্থন করে
• 100 বা 500 গ্রাহক ডিভাইসের একযোগে সার্ভিসিং
• ইথারনেট সংযোগ
• ঐচ্ছিক: অন্তর্নির্মিত LTE মডেম
• অন্তর্নির্মিত ভিপিএন সার্ভার/ক্লায়েন্ট

উপসংহার

LoRaWAN প্রযুক্তি শিল্প সমাধানগুলির মধ্যে প্রাপ্যভাবে অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করে এবং আজ এটি কার্যকরভাবে অনেক ব্যবসায়িক সমস্যার সমাধান করতে পারে। কিন্তু বেশিরভাগ গ্রাহকদের জন্য, LoRaWAN এখনও একটি সামান্য পরিচিত এবং বোধগম্য প্রযুক্তি রয়ে গেছে। আমরা বিশ্বাস করি যে অদূর ভবিষ্যতে এটি ক্লাসিক সেলুলার নেটওয়ার্কগুলির মতোই বিস্তৃত হবে, যা আমাদের গ্রাহকদের আরও সহজে স্বায়ত্তশাসিত ইন্টারনেট অফ থিংস সমাধানগুলি বাস্তবায়ন করতে দেবে৷

উত্স: www.habr.com