LoRaWAN estas teknologio, kiu rapide akiras popularecon en la kampo de solvoj pri Interreto de Aĵoj. Samtempe, por multaj klientoj ĝi restas malmulte studita kaj ekzotika, tial estas multaj mitoj kaj miskomprenoj ĉirkaŭ ĝi. En 2018, Rusio adoptis amendojn al la leĝaro pri la uzo de LoRaWAN-frekvencoj, kiuj vastigas la eblecojn uzi ĉi tiun teknologion sen permesilo. Ni kredas, ke nun estas la plej bona tempo por komenci uzi ĉi tiun teknologion por solvi realajn komercajn problemojn.
En ĉi tiu artikolo ni rigardos la bazajn principojn de LoRaWAN, eblojn por konstrui vian propran reton kaj uzi triajn provizantojn, kaj ankaŭ parolos pri niaj produktoj, kiuj subtenas LoRaWAN.
Kio estas LoRaWAN
LoRaWAN estas aro de protokoloj, kiuj difinas fizikajn kaj retajn datumtransigajn tavolojn por malalt-fortaj, malalt-potencaj aparatoj funkciigantaj sur longdistancoj. La mallongigo LoRa signifas Long Range, tio estas, longaj datumtranssendodistancoj, kaj WAN (Wide Area Network) signifas ke la protokolo ankaŭ priskribas la retan tavolon.
Male al la konataj GSM/3G/LTE/WiFi sendrata komunikado-normoj, LoRaWAN estis origine desegnita por samtempe servi grandegan nombron da malalt-potencaj abonantaj aparatoj. Tial, la ĉefa emfazo estas sur imuneco al interfero, energia efikeco kaj intervalo. Samtempe, maksimumaj datumtransigaj tarifoj estas limigitaj al nur kelkaj kilobitoj je sekundo.
Kiel ĉela reto, LoRaWAN havas abonantajn aparatojn kaj bazstaciojn. La komunika gamo inter la abonanta aparato kaj la bazstacio povas atingi 10 km. En ĉi tiu kazo, abonantaj aparatoj estas kutime mem-funkciigitaj per baterio kaj plejofte estas en energiŝpara reĝimo, vekiĝanta foje por mallongperspektiva datumŝanĝo kun la servilo. Ekzemple, akvomezuriloj povas vekiĝi unufoje ĉiujn kelkajn tagojn kaj transdoni la nunan valoron de la konsumita akvokvanto al la servilo, kaj resti en dormreĝimo la reston de la tempo. Ĉi tiu aliro ebligas akiri aparatojn, kiuj funkcias ĝis pluraj jaroj, sen la bezono anstataŭigi bateriojn. La tasko de LoRaWAN-aparatoj estas transdoni/ricevi la necesajn datumojn de la bazstacio kiel eble plej rapide kaj liberigi la sendondojn por aliaj aparatoj, do la reto havas striktajn regulojn por la tempo okupata en la aero. Aparatoj transdonas datumojn nur post ricevi konfirmon de la bazstacio, ĉi tio ebligas al vi kontroli la ŝarĝon sur la sendondoj ĉe la servilo kaj egale distribui sesiojn pri interŝanĝo de datumoj laŭlonge de la tempo.
La LoRa-normo priskribas la fizikan tavolon, signalmoduladon en la frekvencintervaloj 433 MHz, 868 MHz en Eŭropo, 915 MHz Aŭstralio/Ameriko kaj 923 MHz Azio. En Rusio, LoRaWAN uzas la 868 MHz-grupon.
Kiel funkcias LoRaWAN
Ĉar LoRaWAN funkcias en senlicenca gamo, ĝi multe simpligas la disfaldiĝon de sia propra reto kun bazstacioj, en kiu kazo ne necesas dependi de telekomunikaj telefonistoj. Krom disfaldi vian propran reton, vi povas uzi la retojn de ekzistantaj telefonistoj. LoRaWAN-provizantoj jam ekzistas ĉie en la mondo kaj lastatempe komencis aperi en Rusio, ekzemple la funkciigisto al via LoRaWAN-reto en multaj urboj.
En Rusio, LoRaWAN kutime funkcias en la intervalo 866-869 MHz, la maksimuma kanallarĝo okupita de unu abona aparato estas 125 kHz. Jen kiel aspektas interŝanĝo de datumoj per la protokolo LoRaWAN sur spektrogramo registrita de habra uzanto Ruslan Nadyrshin kun la helpo de SDR.
En Rusio, ekde 2018, amendoj al leĝoj estis adoptitaj, kiuj signife reduktas limigojn pri la uzo de 868 MHz-frekvencoj. Vi povas legi detale pri la novaj leĝdonaj normoj reguligantaj LoRaWAN-frekvencojn en Rusio .
Bazstacio — en la terminologio de LoRaWAN-normoj estas nomita enirejo aŭ nabo. Laŭ celo, ĉi tiu aparato similas al bazstacioj de konvenciaj moveblaj ĉelaj retoj: finaj aparatoj konektas al ĝi kaj sekvas ĝiajn instrukciojn por elekti kanalojn, potencon kaj tempoperiodojn por transdono de datumoj. Bazstacioj estas konektitaj al centralizita softvarservilo, kiu havas aliron al la stato de la tuta reto kiel tutaĵo, traktas frekvencplanadon, ktp.
Tipe, LoRaWAN bazstacioj estas konektitaj al senmova potenco kaj havas stabilan retaliron. Advantech ofertas plurajn modelojn de LoRaWAN-serialaj bazstacioj kun kapablo de 100 kaj 500 abonantaj aparatoj, kaj la kapablo konekti al la Interreto per Ethernet kaj LTE.
Abonanto aparato - malalt-potenca klienta aparato, kutime memfunkcia. Plejofte ĝi estas en dorma energiŝpara reĝimo. Interagas kun fora aplika servilo por transdoni/ricevi datumojn. Stokas ĉifradŝlosilojn por aŭtentigo ĉe la bazstacio kaj aplikaĵoservilo. Povas esti ene de la kovra areo de pluraj bazstacioj. Strikte aliĝas al la reguloj por labori pri la aero ricevita de la bazstacio. Aparatoj Advantech estas modulaj I/O-terminaloj, kun diversaj analogaj kaj ciferecaj enig/eliginterfacoj kaj RS-485/232 seriaj interfacoj.
La kliento povas disfaldi siajn proprajn bazstaciojn LoRaWAN aŭ uzi ekzistantajn retojn de triapartaj funkciigistoj
Publika LoRaWAN-reto
En ĉi tiu arkitekturo, aparatoj estas konektitaj al la publika reto de triaparta funkciigisto. La kliento nur bezonas aĉeti abonantajn aparatojn kaj fari interkonsenton kun la provizanto kaj ricevi ŝlosilojn por aliri la reton. Samtempe, la kliento tute dependas de la kovrado de la telefonisto.
Memoru, ke publika LoRaWAN-reto povas havi striktajn limigojn pri la elsendotempo kiun aparato povas okupi, do por aplikoj kiuj postulas pli oftan datumŝanĝon, tiaj retoj eble ne taŭgas.
Antaŭ sendi datumojn, la aparato petas permeson transdoni, kaj nur se la bazstacio respondas per konfirmo, la interŝanĝo okazos.
Dum uzado de triaparta LoRaWAN-reto, la kliento uzas la bazstacioinfrastrukturon de iu alia kaj dependas de la priraportado de la provizanto kaj ĝiaj datumtransigo-limigoj.
Ĉi tiu aliro estas oportuna, ekzemple, kiam oni anstataŭigas abonantajn aparatojn en urbaj areoj kie la necesa infrastrukturo jam ekzistas. Ekzemple, por instali sensilojn en loĝkonstruaĵoj kaj kun malgranda kvanto de transdonitaj datumoj, por kolekti datumojn de elektromezuriloj aŭ akvokonsumo. Tiaj aparatoj povas transdoni datumojn unufoje ĉiujn kelkajn tagojn.
Privata LoRaWAN-reto
Dum deplojado de privata reto, la kliento sendepende instalas bazstaciojn kaj planas priraportadon. Ĉi tiu aliro estas oportuna kiam vi bezonas kompletan kontrolon de la reto, aŭ ĉe lokoj kie operaciisto kovrado ne ekzistas.
En privata reto, la kliento havas kompletan kontrolon de la infrastrukturo
En ĉi tiu arkitekturo, la kliento faras unufojan investon en ekipaĵo por deploji bazstaciojn kaj ne plu dependas de servoj kaj triaj funkciigistoj. Ĉi tiu opcio taŭgas por konstrui reton ĉe foraj agrikulturaj lokoj, produktadinstalaĵoj ktp. Havi vian propran reton faciligas skali la ekzistantan infrastrukturon, pliigi kovradon, la nombron da abonantaj aparatoj kaj la volumon de transdonitaj datumoj.
Abonanto I/O-terminaloj
Технические характеристики
- Versioj por ĉiuj tutmondaj LoRaWAN-frekvencbendoj
- Komunikada gamo kun bazo ĝis 5 km
- Vastigaj moduloj por konekto ekstercentraj aparatoj
- Enkonstruita Baterio de 4000 mAh
- GPS-modulo (Galileo/BeiDou/GLONASS)
- Protekto IP65
- USB-programado
Serio-aparatoj estas modulaj terminaloj por konekti diversajn ekstercentrajn aparatojn al la reto LoRaWAN. Kun ilia helpo, vi povas kolekti datumojn de iuj ciferecaj kaj analogaj sensiloj, kiel termometroj, higrometroj, barometroj, akcelometroj ktp., kaj kontroli aliajn aparatojn per RS-232/485-interfacoj. Ĝi havas enkonstruitan 4000mA-kuirilaron, kiu povas funkcii aŭtonome ĝis ses monatoj. Integriĝas kun sunaj paneloj por ŝarĝi la kuirilaron. La enkonstruita GPS-ricevilo permesas al vi precize determini la lokon de la aparato, kio simpligas kontadon kaj instaladon: aparatoj povas esti muntitaj sen unue eniri la datumbazon, kaj post instalado ili estas aŭtomate ligitaj al la objekto surbaze de la ricevitaj koordinatoj.
Programado kaj agordo estas efektivigitaj per regula USB-interfaco kaj ne postulas pliajn regilojn kaj programistojn, do ĝi povas esti farita surloke per tekokomputilo.
Interfacaj moduloj
Aro da interfacoj por konekti eksterajn aparatojn al , estas efektivigita uzante interfacmodulojn kiuj estas ligitaj de malsupre. Al unu terminalo unu interfaca modulo povas esti konektita. Depende de la taskoj de la kliento, ĉi tiuj povas esti ciferecaj aŭ analogaj enigaĵoj/elirejoj, aŭ seriaj interfacoj. La interfacaj kontaktoj estas protektitaj per sigelita konektilo kun M12-fadenigita konekto.
- — 4 analogaj enigaĵoj kaj 4 ciferecaj enigoj
- WISE-S615-A - 6 kanaloj por termometro RTD (Rezista Temperaturo-Detektilo)
- WISE-S617-A - 6 ciferecaj enigaĵoj, 2 RS-232/485 seriaj interfacoj
Sensilo de la serio Wzzard LRPv2
BB-seriosensiloj Ĉi tiuj estas LoRaWAN-abonantaj aparatoj dizajnitaj por datumkolektado en severaj medioj kaj dezajnitaj por rapida instalado. Ili havas magnetan bazon kaj povas esti sekure fiksitaj al metalaj surfacoj sen aldonaj fiksiloj, kio permesas vin rapide disfaldi reton de multaj aparatoj. La sigelita interfaco-konektilo, situanta flanke, estas desegnita por konekti eksterajn ekstercentrajn aparatojn kaj sensilojn.
Технические характеристики
- Funkciado en ĉiuj frekvencaj gamoj LoRaWAN 868/915/923MHz
- Magneta monto sur metala surfaco
- Interfacoj RS485 (Modbus), 4 analogaj enigaĵoj, 2 ciferecaj eliroj, 1 cifereca eligo
- Sigelita konekto de la interfaca kablo
- Funkciigita per 2 AA-litio-kuirilaroj, sunaj paneloj aŭ 9~36V elektroprovizo
- Protekta klaso IP66
- Funkciado ĉe temperaturoj -40 ~ 75 °C
LoRaWAN bazstacioj
Advantech ofertas plenan gamon da aparatoj por deploji privatan reton LoRaWAN. Enirejoj-serio estas uzataj por konekti abonantajn aparatojn, kiel ekzemple и , kaj transdoni datumojn al la aplikaĵoservilo. La linio inkluzivas modelojn, kiuj subtenas la samtempan konekton de 100 kaj 500 abonantaj aparatoj. La enirejo estas ligita al la Interreto per Eterreto; versioj kun enkonstruita 4G modemo ankaŭ estas haveblaj. Subtenas MQTT kaj Modbus-protokolojn por transdono de datumoj al la aplika servilo.
Технические характеристики
- Subtenas ĉiujn LoRaWAN-bandojn
- Samtempa servado de 100 aŭ 500 abonantaj aparatoj
- Ethernet-konekto
- Laŭvola: enkonstruita LTE-modemo
- Enkonstruita VPN-servilo/kliento
konkludo
LoRaWAN-teknologio merite altiras multe da atento inter industriaj solvoj, kaj hodiaŭ ĝi povas efike solvi multajn komercajn problemojn. Sed por plej multaj klientoj, LoRaWAN ankoraŭ restas malmulte konata kaj nekomprenebla teknologio. Ni kredas, ke en proksima estonteco ĝi estos same disvastigita kiel klasikaj ĉelaj retoj, kio permesos al niaj klientoj pli facile efektivigi aŭtonomiajn solvojn pri Interreto de Aĵoj.
fonto: www.habr.com