LoRaWAN કેવી રીતે વસ્તુઓનું આધુનિક ઇન્ટરનેટ બનાવવામાં મદદ કરે છે

LoRaWAN એક એવી ટેક્નોલોજી છે જે ઈન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ સોલ્યુશન્સના ક્ષેત્રમાં ઝડપથી લોકપ્રિયતા મેળવી રહી છે. તે જ સમયે, ઘણા ગ્રાહકો માટે તે થોડું અધ્યયન અને વિચિત્ર રહે છે, તેથી જ તેની આસપાસ ઘણી માન્યતાઓ અને ગેરસમજો છે. 2018 માં, રશિયાએ LoRaWAN ફ્રીક્વન્સીઝના ઉપયોગ પરના કાયદામાં સુધારા અપનાવ્યા, જે લાઇસન્સ વિના આ તકનીકનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતાઓને વિસ્તૃત કરે છે. અમે માનીએ છીએ કે વાસ્તવિક વ્યવસાય સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે આ તકનીકનો ઉપયોગ શરૂ કરવાનો હવે શ્રેષ્ઠ સમય છે.

આ લેખમાં અમે LoRaWAN ના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો, તમારું પોતાનું નેટવર્ક બનાવવા અને તૃતીય-પક્ષ પ્રદાતાઓનો ઉપયોગ કરવાના વિકલ્પો જોઈશું અને LoRaWAN ને સપોર્ટ કરતા અમારા ઉત્પાદનો વિશે પણ વાત કરીશું.

LoRaWAN શું છે

LoRaWAN એ પ્રોટોકોલનો સમૂહ છે જે લાંબા અંતર પર કાર્યરત લો-પાવર, લો-પાવર ઉપકરણો માટે ભૌતિક અને નેટવર્ક ડેટા ટ્રાન્સફર સ્તરોને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. સંક્ષેપ LoRa નો અર્થ થાય છે લાંબી શ્રેણી, એટલે કે લાંબા ડેટા ટ્રાન્સમિશન અંતર, અને WAN (વાઇડ એરિયા નેટવર્ક) નો અર્થ છે કે પ્રોટોકોલ નેટવર્ક સ્તરનું પણ વર્ણન કરે છે.

જાણીતા GSM/3G/LTE/WiFi વાયરલેસ કમ્યુનિકેશન સ્ટાન્ડર્ડ્સથી વિપરીત, LoRaWAN મૂળ રીતે એકસાથે મોટી સંખ્યામાં ઓછી શક્તિ ધરાવતા ગ્રાહકોના ઉપકરણોને સેવા આપવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું. તેથી, મુખ્ય ભાર દખલ, ઊર્જા કાર્યક્ષમતા અને શ્રેણી માટે પ્રતિરક્ષા પર છે. તે જ સમયે, મહત્તમ ડેટા ટ્રાન્સફર દર સેકન્ડ દીઠ માત્ર થોડા કિલોબિટ સુધી મર્યાદિત છે.

સેલ્યુલર નેટવર્કની જેમ, LoRaWAN પાસે સબ્સ્ક્રાઇબર ડિવાઇસ અને બેઝ સ્ટેશન છે. ગ્રાહક ઉપકરણ અને બેઝ સ્ટેશન વચ્ચેની સંચાર શ્રેણી 10 કિમી સુધી પહોંચી શકે છે. આ કિસ્સામાં, સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણો સામાન્ય રીતે બેટરી દ્વારા સ્વ-સંચાલિત હોય છે અને મોટાભાગનો સમય ઊર્જા બચત મોડમાં હોય છે, સર્વર સાથે ટૂંકા ગાળાના ડેટા એક્સચેન્જ માટે પ્રસંગોપાત જાગે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વોટર મીટર દર થોડા દિવસોમાં એકવાર જાગી શકે છે અને પાણીના વપરાશના જથ્થાના વર્તમાન મૂલ્યને સર્વર પર ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે અને બાકીના સમયે સ્લીપ મોડમાં રહી શકે છે. આ અભિગમ બેટરીને બદલવાની જરૂરિયાત વિના ઘણા વર્ષો સુધી કામ કરતા ઉપકરણો મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે. LoRaWAN ઉપકરણોનું કાર્ય બેઝ સ્ટેશનથી જરૂરી ડેટાને શક્ય તેટલી ઝડપથી ટ્રાન્સમિટ/પ્રાપ્ત કરવાનું અને અન્ય ઉપકરણો માટે એરવેવ્સને મુક્ત કરવાનું છે, તેથી નેટવર્કમાં હવામાં રોકાયેલા સમય માટે કડક નિયમો છે. ઉપકરણો બેઝ સ્ટેશનથી પુષ્ટિ પ્રાપ્ત કર્યા પછી જ ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરે છે, આ તમને સર્વર બાજુ પરના એરવેવ્સ પરના ભારને નિયંત્રિત કરવાની અને સમય જતાં ડેટા એક્સચેન્જ સત્રોને સમાનરૂપે વિતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

LoRa સ્ટાન્ડર્ડ ભૌતિક સ્તરનું વર્ણન કરે છે, ફ્રીક્વન્સી રેન્જમાં સિગ્નલ મોડ્યુલેશન 433 MHz, યુરોપમાં 868 MHz, 915 MHz ઑસ્ટ્રેલિયા/અમેરિકા અને 923 MHz એશિયા. રશિયામાં, LoRaWAN 868 MHz બેન્ડનો ઉપયોગ કરે છે.

LoRaWAN કેવી રીતે કામ કરે છે

LoRaWAN લાઇસન્સ વિનાની શ્રેણીમાં કાર્ય કરે છે, તેથી તે બેઝ સ્ટેશનો સાથે તેના પોતાના નેટવર્કની જમાવટને મોટા પ્રમાણમાં સરળ બનાવે છે, આ કિસ્સામાં ટેલિકોમ ઓપરેટરો પર નિર્ભર રહેવાની જરૂર નથી. તમારા પોતાના નેટવર્કને જમાવવા ઉપરાંત, તમે હાલના ઓપરેટરોના નેટવર્કનો ઉપયોગ કરી શકો છો. LoRaWAN પ્રદાતાઓ પહેલાથી જ સમગ્ર વિશ્વમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તાજેતરમાં રશિયામાં દેખાવાનું શરૂ કર્યું છે, ઉદાહરણ તરીકે ઓપરેટર Er-Telecom પહેલાથી જ કનેક્શન ઓફર કરે છે ઘણા શહેરોમાં તમારા LoRaWAN નેટવર્ક પર.

રશિયામાં, LoRaWAN સામાન્ય રીતે 866-869 MHz રેન્જમાં કાર્ય કરે છે, એક સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણ દ્વારા કબજે કરેલી ચેનલની મહત્તમ પહોળાઈ 125 kHz છે. LoRaWAN પ્રોટોકોલ દ્વારા ડેટા એક્સચેન્જ હાબ્રા યુઝર રુસલાન દ્વારા રેકોર્ડ કરાયેલા સ્પેક્ટ્રોગ્રામ પર આવો દેખાય છે યુફામાંથી ઇલેક્ટ્રિક SDR ની મદદ સાથે Nadyrshin.

રશિયામાં, 2018 થી, કાયદાઓમાં સુધારા અપનાવવામાં આવ્યા છે જે 868 MHz ફ્રીક્વન્સીઝના ઉપયોગ પરના પ્રતિબંધોને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. તમે રશિયામાં LoRaWAN ફ્રીક્વન્સીઝને નિયંત્રિત કરતા નવા કાયદાકીય ધોરણો વિશે વિગતવાર વાંચી શકો છો આ લેખમાં.

બેઝ સ્ટેશન - LoRaWAN ધોરણોની પરિભાષામાં તેને ગેટવે અથવા હબ કહેવામાં આવે છે. હેતુની દ્રષ્ટિએ, આ ઉપકરણ પરંપરાગત મોબાઇલ સેલ્યુલર નેટવર્ક્સના બેઝ સ્ટેશન જેવું જ છે: અંતિમ ઉપકરણો તેની સાથે જોડાય છે અને ડેટા ટ્રાન્સમિશન માટે ચેનલો, પાવર અને સમય સ્લોટ પસંદ કરવા માટે તેની સૂચનાઓનું પાલન કરે છે. બેઝ સ્ટેશનો કેન્દ્રિય સોફ્ટવેર સર્વર સાથે જોડાયેલા હોય છે, જે સમગ્ર નેટવર્કની સ્થિતિ સુધી પહોંચે છે, ફ્રીક્વન્સી પ્લાનિંગ વગેરે સાથે કામ કરે છે.
સામાન્ય રીતે, LoRaWAN બેઝ સ્ટેશન સ્થિર પાવર સાથે જોડાયેલા હોય છે અને તેમાં સ્થિર ઈન્ટરનેટ એક્સેસ હોય છે. Advantech LoRaWAN શ્રેણીના બેઝ સ્ટેશનના ઘણા મોડલ ઓફર કરે છે વાઇઝ -6610 100 અને 500 સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણોની ક્ષમતા સાથે, અને ઇથરનેટ અને LTE મારફતે ઇન્ટરનેટથી કનેક્ટ થવાની ક્ષમતા સાથે.

સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણ - લો-પાવર ક્લાયંટ ઉપકરણ, સામાન્ય રીતે સ્વ-સંચાલિત. મોટાભાગે તે સ્લીપ એનર્જી સેવિંગ મોડમાં હોય છે. ડેટા ટ્રાન્સમિટ/પ્રાપ્ત કરવા માટે રિમોટ એપ્લિકેશન સર્વર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. બેઝ સ્ટેશન અને એપ્લિકેશન સર્વર પર પ્રમાણીકરણ માટે એન્ક્રિપ્શન કી સ્ટોર કરે છે. કેટલાક બેઝ સ્ટેશનોના કવરેજ વિસ્તારની અંદર હોઈ શકે છે. બેઝ સ્ટેશનથી પ્રાપ્ત હવા પર કામ કરવા માટેના નિયમોનું સખત પાલન કરે છે. ઉપકરણો એડવાન્ટેક વાઇઝ -4610 મોડ્યુલર I/O ટર્મિનલ છે, જેમાં વિવિધ એનાલોગ અને ડિજિટલ ઇનપુટ/આઉટપુટ ઇન્ટરફેસ અને RS-485/232 સીરીયલ ઇન્ટરફેસ છે.

ગ્રાહક તેમના પોતાના LoRaWAN બેઝ સ્ટેશનો જમાવી શકે છે અથવા તૃતીય-પક્ષ ઓપરેટરોના હાલના નેટવર્કનો ઉપયોગ કરી શકે છે

જાહેર LoRaWAN નેટવર્ક

આ આર્કિટેક્ચરમાં, ઉપકરણો તૃતીય-પક્ષ ઓપરેટરના જાહેર નેટવર્ક સાથે જોડાયેલા છે. ક્લાયંટને ફક્ત સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણો ખરીદવાની અને પ્રદાતા સાથે કરાર કરવાની અને નેટવર્કને ઍક્સેસ કરવા માટે કી પ્રાપ્ત કરવાની જરૂર છે. તે જ સમયે, ક્લાયંટ ઓપરેટરના કવરેજ પર સંપૂર્ણપણે નિર્ભર છે.
ધ્યાનમાં રાખો કે સાર્વજનિક LoRaWAN નેટવર્કમાં ઉપકરણ કબજે કરી શકે તેવા એરટાઇમ પર સખત પ્રતિબંધો હોઈ શકે છે, તેથી વધુ વારંવાર ડેટા એક્સચેન્જની જરૂર હોય તેવી એપ્લિકેશનો માટે, આવા નેટવર્ક યોગ્ય ન હોઈ શકે.
ડેટા મોકલતા પહેલા, ઉપકરણ ટ્રાન્સમિટ કરવાની પરવાનગીની વિનંતી કરે છે, અને જો બેઝ સ્ટેશન પુષ્ટિ સાથે પ્રતિસાદ આપે, તો જ વિનિમય થશે.

તૃતીય-પક્ષ LoRaWAN નેટવર્કનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ક્લાયંટ કોઈ બીજાના બેઝ સ્ટેશન ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરનો ઉપયોગ કરે છે અને તે પ્રદાતાના કવરેજ અને તેના ડેટા ટ્રાન્સફર પ્રતિબંધો પર આધાર રાખે છે.

આ અભિગમ અનુકૂળ છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે જરૂરી ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર પહેલાથી જ અસ્તિત્વમાં છે તેવા શહેરી વિસ્તારોમાં સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણોને બદલતી વખતે. ઉદાહરણ તરીકે, રહેણાંક ઇમારતોમાં સેન્સર ઇન્સ્ટોલ કરવા અને ટ્રાન્સમિટેડ ડેટાની થોડી માત્રા સાથે, વીજળી મીટર અથવા પાણીના વપરાશમાંથી ડેટા એકત્રિત કરવા માટે. આવા ઉપકરણો દર થોડા દિવસોમાં એકવાર ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે.

ખાનગી LoRaWAN નેટવર્ક

ખાનગી નેટવર્ક જમાવતી વખતે, ગ્રાહક સ્વતંત્ર રીતે બેઝ સ્ટેશન ઇન્સ્ટોલ કરે છે અને કવરેજની યોજના બનાવે છે. આ અભિગમ અનુકૂળ છે જ્યારે તમને નેટવર્ક પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણની જરૂર હોય, અથવા એવી સાઇટ્સ પર જ્યાં ઑપરેટર કવરેજ અસ્તિત્વમાં નથી.

ખાનગી નેટવર્કમાં, ગ્રાહકનું ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણ હોય છે

આ આર્કિટેક્ચરમાં, ગ્રાહક બેઝ સ્ટેશનો ગોઠવવા માટેના સાધનોમાં એક વખતનું રોકાણ કરે છે અને તે હવે સેવાઓ અને તૃતીય-પક્ષ ઓપરેટરો પર નિર્ભર નથી. આ વિકલ્પ દૂરસ્થ કૃષિ સાઇટ્સ, ઉત્પાદન સુવિધાઓ વગેરે પર નેટવર્ક બનાવવા માટે યોગ્ય છે. તમારું પોતાનું નેટવર્ક હોવાથી હાલના ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરને માપવાનું, કવરેજમાં વધારો, સબસ્ક્રાઈબર ઉપકરણોની સંખ્યા અને ટ્રાન્સમિટેડ ડેટાની માત્રાને સરળ બનાવે છે.

સબ્સ્ક્રાઇબર I/O ટર્મિનલ્સ વાઇઝ -4610

Технические характеристики

• તમામ વૈશ્વિક LoRaWAN ફ્રીક્વન્સી બેન્ડ માટેનાં સંસ્કરણો
• આધાર સાથે સંચાર શ્રેણી 5 કિમી સુધી
• જોડાણ માટે વિસ્તરણ મોડ્યુલો પેરિફેરલ ઉપકરણો
• બિલ્ટ 4000mAh બેટરી
• જીપીએસ મોડ્યુલ (ગેલિલિયો/બેઈડૌ/ગ્લોનાસ)
• પ્રોટેક્શન IP65
• યુએસબી પ્રોગ્રામિંગ

શ્રેણીના ઉપકરણો વાઇઝ -4610 LoRaWAN નેટવર્ક સાથે વિવિધ પેરિફેરલ ઉપકરણોને જોડવા માટે મોડ્યુલર ટર્મિનલ છે. તેમની મદદ વડે, તમે કોઈપણ ડિજિટલ અને એનાલોગ સેન્સર, જેમ કે થર્મોમીટર, હાઈગ્રોમીટર, બેરોમીટર, એક્સીલેરોમીટર વગેરેમાંથી ડેટા એકત્રિત કરી શકો છો અને RS-232/485 ઈન્ટરફેસ દ્વારા અન્ય ઉપકરણોને નિયંત્રિત કરી શકો છો. તેમાં બિલ્ટ-ઇન 4000mA બેટરી છે, જે છ મહિના સુધી સ્વાયત્ત રીતે કામ કરી શકે છે. બેટરી ચાર્જ કરવા માટે સૌર પેનલ્સ સાથે એકીકૃત થાય છે. બિલ્ટ-ઇન જીપીએસ રીસીવર તમને ઉપકરણના સ્થાનને ચોક્કસપણે નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે એકાઉન્ટિંગ અને ઇન્સ્ટોલેશનને સરળ બનાવે છે: ઉપકરણોને પ્રથમ ડેટાબેઝમાં દાખલ કર્યા વિના માઉન્ટ કરી શકાય છે, અને ઇન્સ્ટોલેશન પછી તેઓ પ્રાપ્ત કોઓર્ડિનેટ્સના આધારે ઑબ્જેક્ટ સાથે આપમેળે લિંક થાય છે.

પ્રોગ્રામિંગ અને રૂપરેખાંકન નિયમિત યુએસબી ઇન્ટરફેસ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે અને વધારાના નિયંત્રકો અને પ્રોગ્રામરની જરૂર નથી, તેથી તે લેપટોપનો ઉપયોગ કરીને સાઇટ પર કરી શકાય છે.

ઈન્ટરફેસ મોડ્યુલો

સાથે બાહ્ય ઉપકરણોને કનેક્ટ કરવા માટે ઇન્ટરફેસનો સમૂહ વાઇઝ -4610, નીચેથી જોડાયેલા ઇન્ટરફેસ મોડ્યુલોનો ઉપયોગ કરીને અમલમાં મૂકવામાં આવે છે. એક ટર્મિનલ સુધી વાઇઝ -4610 એક ઇન્ટરફેસ મોડ્યુલ કનેક્ટ કરી શકાય છે. ગ્રાહકના કાર્યો પર આધાર રાખીને, આ ડિજિટલ અથવા એનાલોગ ઇનપુટ્સ/આઉટપુટ અથવા સીરીયલ ઇન્ટરફેસ હોઈ શકે છે. ઇન્ટરફેસ સંપર્કો M12 થ્રેડેડ કનેક્શન સાથે સીલબંધ કનેક્ટર દ્વારા સુરક્ષિત છે.

• WISE-S614-A - 4 એનાલોગ ઇનપુટ્સ અને 4 ડિજિટલ ઇનપુટ્સ
• WISE-S615-A - RTD (રેઝિસ્ટન્સ ટેમ્પરેચર ડિટેક્ટર) થર્મોમીટર માટે 6 ચેનલો
• WISE-S617-A - 6 ડિજિટલ ઇનપુટ્સ, 2 RS-232/485 સીરીયલ ઇન્ટરફેસ

Wzzard LRPv2 શ્રેણી સેન્સર

BB શ્રેણી સેન્સર Wzzard LRPv2 આ LoRaWAN સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણો છે જે કઠોર વાતાવરણમાં ડેટા એકત્ર કરવા માટે રચાયેલ છે અને ઝડપી ઇન્સ્ટોલેશન માટે રચાયેલ છે. તેમની પાસે ચુંબકીય આધાર છે અને વધારાના ફાસ્ટનર્સ વિના ધાતુની સપાટી સાથે સુરક્ષિત રીતે જોડી શકાય છે, જે તમને ઘણા ઉપકરણોના નેટવર્કને ઝડપથી જમાવવાની મંજૂરી આપે છે. બાજુ પર સ્થિત સીલ કરેલ ઇન્ટરફેસ કનેક્ટર, બાહ્ય પેરિફેરલ ઉપકરણો અને સેન્સરને કનેક્ટ કરવા માટે રચાયેલ છે.

Технические характеристики

• LoRaWAN 868/915/923MHz તમામ ફ્રીક્વન્સી રેન્જમાં કામગીરી
• મેટલ સપાટી પર ચુંબકીય માઉન્ટ
• ઇન્ટરફેસ RS485 (મોડબસ), 4 એનાલોગ ઇનપુટ્સ, 2 ડિજિટલ આઉટપુટ, 1 ડિજિટલ આઉટપુટ
• ઇન્ટરફેસ કેબલનું સીલબંધ કનેક્શન
• 2 AA લિથિયમ બેટરી, સોલાર પેનલ અથવા 9~36V પાવર સપ્લાય દ્વારા સંચાલિત
• રક્ષણ વર્ગ IP66
• તાપમાન -40 ~ 75°C પર કામગીરી

LoRaWAN બેઝ સ્ટેશન વાઇઝ -6610

Advantech ખાનગી LoRaWAN નેટવર્ક જમાવવા માટે ઉપકરણોની સંપૂર્ણ શ્રેણી ઓફર કરે છે. ગેટવેઝ શ્રેણી વાઇઝ -6610 સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણોને કનેક્ટ કરવા માટે વપરાય છે, જેમ કે વાઇઝ -4610 и Wzzard LRPv2, અને એપ્લિકેશન સર્વર પર ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરે છે. લાઇનમાં એવા મોડલનો સમાવેશ થાય છે જે 100 અને 500 સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણોના એક સાથે જોડાણને સમર્થન આપે છે. ગેટવે ઇથરનેટ દ્વારા ઇન્ટરનેટ સાથે જોડાયેલ છે; બિલ્ટ-ઇન 4G મોડેમ સાથેના સંસ્કરણો પણ ઉપલબ્ધ છે. એપ્લિકેશન સર્વર પર ડેટા ટ્રાન્સફર માટે MQTT અને Modbus પ્રોટોકોલને સપોર્ટ કરે છે.

Технические характеристики

• બધા LoRaWAN બેન્ડને સપોર્ટ કરે છે
• 100 અથવા 500 સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણોની એક સાથે સર્વિસિંગ
• ઇથરનેટ કનેક્શન
• વૈકલ્પિક: બિલ્ટ-ઇન LTE મોડેમ
• બિલ્ટ-ઇન VPN સર્વર/ક્લાયન્ટ

નિષ્કર્ષ

LoRaWAN ટેક્નોલોજી ઔદ્યોગિક સોલ્યુશન્સ વચ્ચે ખૂબ ધ્યાન આકર્ષિત કરે છે, અને આજે તે ઘણી વ્યવસાયિક સમસ્યાઓને અસરકારક રીતે હલ કરી શકે છે. પરંતુ મોટાભાગના ગ્રાહકો માટે, LoRaWAN હજુ પણ થોડી જાણીતી અને અગમ્ય તકનીક છે. અમે માનીએ છીએ કે નજીકના ભવિષ્યમાં તે ક્લાસિક સેલ્યુલર નેટવર્ક્સ જેટલું વ્યાપક હશે, જે અમારા ગ્રાહકોને સ્વાયત્ત ઇન્ટરનેટ ઑફ થિંગ્સ સોલ્યુશન્સનો વધુ સરળતાથી અમલ કરવાની મંજૂરી આપશે.

સોર્સ: www.habr.com