LoRaWAN hè una tecnulugia chì guadagna rapidamente pupularità in u campu di e soluzioni Internet di e cose. À u listessu tempu, per parechji clienti ferma pocu studiatu è esoticu, chì hè per quessa chì ci sò parechji miti è misconceptions intornu à ellu. In u 2018, a Russia hà aduttatu mudificazioni à a legislazione nantu à l'usu di frequenze LoRaWAN, chì allarganu e pussibilità di utilizà sta tecnulugia senza licenza. Cridemu chì avà hè u megliu tempu per cumincià à aduprà sta tecnulugia per risolve i veri prublemi di cummerciale.
In questu articulu, fighjemu i principii basi di LoRaWAN, l'opzioni per custruisce a vostra propria rete è l'usu di fornitori di terze parti, è parlemu ancu di i nostri prudutti chì supportanu LoRaWAN.
Cosa hè LoRaWAN
LoRaWAN hè un inseme di protokolli chì definiscenu strati di trasferimentu di dati fisici è di rete per i dispositi di bassa putenza è bassa putenza chì operanu à longu distanzi. L'abbreviazione LoRa significa Long Range, vale à dì, longhi distanze di trasmissione di dati, è WAN (Wide Area Network) significa chì u protokollu descrive ancu a capa di rete.
A cuntrariu di i famosi standard di cumunicazione wireless GSM/3G/LTE/WiFi, LoRaWAN hè statu inizialmente cuncepitu per serve simultaneamente un gran numaru di apparecchi di abbonati di bassa putenza. Per quessa, l'enfasi principale hè nantu à l'immunità à l'interferenza, l'efficienza energetica è a gamma. À u listessu tempu, i tassi massimi di trasferimentu di dati sò limitati à uni pochi kilobits per seconda.
Cum'è una rete cellulare, LoRaWAN hà dispositi abbonati è stazioni di basa. A distanza di cumunicazione trà u dispusitivu di l'abbonatu è a stazione di basa pò ghjunghje sin'à 10 km. In questu casu, i dispositi di l'abbonati sò generalmente autoalimentati da una bateria è a maiò parte di u tempu sò in modu di risparmiu d'energia, svegliate in ocasioni per u scambiu di dati à cortu termine cù u servitore. Per esempiu, i metri d'acqua ponu svegliate una volta ogni pochi ghjorni è trasmette u valore attuale di u voluminu di l'acqua cunsumatu à u servitore, è restanu in modu di sonnu u restu di u tempu. Stu approcciu permette di ottene dispusitivi chì operanu finu à parechji anni senza a necessità di rimpiazzà e batterie. U compitu di i dispositi LoRaWAN hè di trasmette / riceve e dati necessarii da a stazione di basa u più prestu pussibule è liberà l'onde per altri dispositi, cusì a rete hà regule strette per u tempu occupatu in l'aria. I dispusitivi trasmettenu dati solu dopu avè ricivutu cunfirmazione da a stazione di basa, questu permette di cuntrullà a carica nantu à l'onda di u servitore è distribuisce uniformemente e sessioni di scambiu di dati in u tempu.
U standard LoRa descrive a strata fisica, a modulazione di u signale in a freccia di freccia 433 MHz, 868 MHz in Europa, 915 MHz Australia / America è 923 MHz Asia. In Russia, LoRaWAN usa a banda 868 MHz.
Cumu funziona LoRaWAN
Siccomu LoRaWAN opera in una gamma senza licenza, simplificà assai l'implementazione di a so propria reta cù stazioni base, in quale casu ùn ci hè bisognu di dipende di l'operatori di telecomunicazione. In più di implementà a vostra propria reta, pudete aduprà e rete di l'operatori esistenti. I fornituri di LoRaWAN esistenu digià in u mondu sanu è anu cuminciatu recentemente à apparisce in Russia, per esempiu l'operatore. à a vostra reta LoRaWAN in parechje cità.
In Russia, LoRaWAN opera generalmente in a gamma 866-869 MHz, a larghezza massima di u canali occupata da un dispositivu abbonatu hè 125 kHz. Hè ciò chì u scambiu di dati via u protokollu LoRaWAN s'assumiglia à un spettrogramma registratu da l'usu di habra Ruslan. Nadyrshin cù l'aiutu di SDR.
In Russia, dapoi u 2018, sò state aduttate mudificazioni à e lege chì riducenu significativamente e restrizioni à l'usu di frequenze 868 MHz. Pudete leghje in dettu nantu à e novi norme legislative chì regulanu e frequenze LoRaWAN in Russia .
Stazione di basa - in a terminologia di i normi LoRaWAN hè chjamatu gateway o hub. In termini di scopu, stu dispusitivu hè simile à stazioni base di e rete cellulari cunvinziunali: i dispositi finali si cunnettanu à questu è seguitanu e so struzzioni per selezziunà i canali, a putenza è i slot di tempu per a trasmissione di dati. E stazioni di basa sò cunnessi à un servitore di software centralizatu, chì hà accessu à u statu di a reta sana in tuttu, tratta di pianificazione di freccia, etc.
Di genere, e stazioni di basa LoRaWAN sò cunnessi à una putenza stazionaria è anu accessu à Internet stabile. Advantech offre parechji mudelli di stazioni base di a serie LoRaWAN cù una capacità di 100 è 500 dispositi abbonati, è a capacità di cunnette à Internet via Ethernet è LTE.
Dispositivu abbonatu - un dispositivu cliente di bassa putenza, di solitu autoalimentatu. A maiò parte di u tempu hè in modu di risparmiu energeticu di sonnu. Interagisce cù un servitore di l'applicazione remota per trasmette / riceve dati. Memorizza e chjave di criptografia per l'autentificazione in a stazione di basa è u servitore di l'applicazioni. Pò esse in l'area di copertura di parechje stazioni base. Aderisce strettamente à e regule per travaglià nantu à l'aria ricevuta da a stazione di basa. Dispositivi Advantech sò terminali I/O modulari, cù diverse interfacce di input/output analogiche è digitali è interfacce seriali RS-485/232.
U cliente pò implementà e so stazioni base LoRaWAN o aduprà e rete esistenti di operatori di terzu
Rete publica LoRaWAN
In questa architettura, i dispositi sò cunnessi à a reta publica di un operatore di terzu. U cliente solu deve cumprà i dispositi di abbonati è entra in un accordu cù u fornitore è riceve e chjave per accede à a reta. À u listessu tempu, u cliente hè completamente dipendente da a cobertura di l'operatore.
Tenite in mente chì una rete LoRaWAN publica pò avè restrizioni strette nantu à u tempu d'aria chì un dispositivu pò occupà, cusì per l'applicazioni chì necessitanu un scambiu di dati più frequente, tali rete pò esse micca adattate.
Prima di mandà dati, u dispusitivu dumanda u permessu di trasmette, è solu s'ellu a stazione di basa risponde cun cunferma, u scambiu hà da esse.
Quandu si usa una reta LoRaWAN di terzu, u cliente usa l'infrastruttura di a stazione di basa di qualcunu altru è dipende da a cobertura di u fornitore è e so restrizioni di trasferimentu di dati.
Stu approcciu hè cunvenutu, per esempiu, quandu si rimpiazzanu i dispositi di abbonati in i zoni urbani induve l'infrastruttura necessaria esiste digià. Per esempiu, per installà sensori in edifici residenziali è cù una piccula quantità di dati trasmessi, per a cullizzioni di dati da i metri di l'electricità o u cunsumu d'acqua. Tali dispusitivi ponu trasmette dati una volta ogni pochi ghjorni.
Rete privata LoRaWAN
Quandu implementa una reta privata, u cliente installà indipindentamente stazioni di basa è piani di copertura. Stu approcciu hè cunvene quandu avete bisognu di cuntrollu cumpletu nantu à a reta, o in i siti induve a cobertura di l'operatore ùn esiste micca.
In una reta privata, u cliente hà un cuntrollu tutale di l'infrastruttura
In questa architettura, u cliente fa un investimentu una volta in l'equipaggiu per implementà stazioni di basa è ùn hè più dipendente di servizii è operatori di terzu. Questa opzione hè adattata per custruisce una rete in siti agriculi remoti, facilità di produzzione, etc. Avè a vostra propria reta facilita a scala di l'infrastruttura esistente, aumentà a cobertura, u numeru di i dispositi di abbonati è u voluminu di dati trasmessi.
Terminali I/O di l'abbonatu
Specificazioni tecnichi
- Versioni per tutte e bande di frequenza LoRaWAN globale
- Gamma di cumunicazione cù basa finu à 5 km
- Moduli di espansione per a cunnessione dispusitivi periferiche
- Custruitu in Batteria 4000mAh
- Modulu GPS (Galileo/BeiDou/GLONASS)
- Prutezzione IP65
- prugrammazione USB
Dispositivi di serie sò terminali modulari per cunnette parechji dispositi periferichi à a reta LoRaWAN. Cù u so aiutu, pudete cullà dati da qualsiasi sensori digitali è analogichi, cum'è termometri, igrometri, barometri, accelerometri, etc., è cuntrullà altri dispositi via interfacce RS-232/485. Hà una batteria integrata di 4000mA, chì pò funziunà in modu autonomu finu à sei mesi. Integra cù pannelli solari per carricà a bateria. U ricevitore GPS integratu permette di determinà accuratamente u locu di u dispusitivu, chì simplificà a cuntabilità è a stallazione: i dispositi ponu esse muntati senza prima entre in a basa di dati, è dopu a stallazione sò automaticamente ligati à l'ughjettu basatu nantu à e coordenate ricevute.
A prugrammazione è a cunfigurazione hè realizata per via di una interfaccia USB regulare è ùn hè micca bisognu di cuntrolli supplementari è programatori, perchè pò esse fattu in situ cù un laptop.
Moduli d'interfaccia
Un inseme di interfacce per cunnette i dispositi esterni , hè implementatu cù moduli d'interfaccia chì sò cunnessi da quì sottu. À un terminal un modulu d'interfaccia pò esse cunnessu. Sicondu i travaglii di u cliente, questi ponu esse inputs / outputs digitali o analogichi, o interfacce seriali. I cuntatti di l'interfaccia sò prutetti da un connettore sigillatu cù una cunnessione filettata M12.
- - 4 ingressi analogichi è 4 ingressi digitali
- WISE-S615-A - 6 canali per termometru RTD (Resistance Temperature Detector)
- WISE-S617-A - 6 ingressi digitali, 2 interfacce seriali RS-232/485
Sensore di a serie Wzzard LRPv2
Sensori di a serie BB Quessi sò i dispositi di abbonati LoRaWAN pensati per a raccolta di dati in ambienti duri è pensati per una stallazione rapida. Hanu una basa magnetica è ponu esse attaccati in modu sicuru à superfici metalliche senza fasteners supplementari, chì vi permette di implementà rapidamente una reta di parechji dispositi. U cunnessu di l'interfaccia sigillata, situatu à u latu, hè pensatu per cunnette i dispositi periferichi esterni è i sensori.
Specificazioni tecnichi
- Funziona in tutte e frequenze LoRaWAN 868/915/923MHz
- Montatura magnetica nantu à a superficia metallica
- Interfacce RS485 (Modbus), 4 ingressi analogici, 2 uscite digitali, 1 uscita digitale
- Cunnessione sigillata di u cable d'interfaccia
- Alimentatu da 2 batterie di lithium AA, pannelli solari o alimentazione 9 ~ 36V
- Classe di prutezzione IP66
- Funziona à temperature -40 ~ 75 ° C
Stazioni base LoRaWAN
Advantech offre una gamma completa di dispusitivi per implementà una rete LoRaWAN privata. Serie Gateways sò usati per cunnette i dispositi abbonati, cum'è и , è trasmette dati à u servitore di l'applicazione. A linea include mudelli chì supportanu a cunnessione simultanea di i dispositi abbonati 100 è 500. U gateway hè cunnessu à Internet via Ethernet; versioni cù un modem 4G integratu sò ancu dispunibili. Supporta i protokolli MQTT è Modbus per u trasferimentu di dati à u servitore di l'applicazioni.
Specificazioni tecnichi
- Supporta tutte e bande LoRaWAN
- Serviziu simultaneo di 100 o 500 dispositi abbonati
- cunnessione Ethernet
- Opcional: modem LTE integratu
- Servitore / cliente VPN integratu
cunchiusioni
A tecnulugia LoRaWAN attrae meritatamente assai attenzione trà e soluzioni industriali, è oghje pò risolve in modu efficace parechji prublemi di cummerciale. Ma per a maiò parte di i clienti, LoRaWAN resta sempre una tecnulugia pocu cunnisciuta è incomprensibile. Cridemu chì in un futuru vicinu serà cum'è diffusa cum'è e rete cellulare classica, chì permetterà à i nostri clienti di implementà più facilmente soluzioni autonome di Internet di e cose.
Source: www.habr.com