LoRaWAN er tækni sem nýtur mikilla vinsælda á sviði Internet of Things lausna. Á sama tíma, fyrir marga viðskiptavini er það lítið rannsakað og framandi, þess vegna eru margar goðsagnir og ranghugmyndir í kringum það. Árið 2018 samþykktu Rússar breytingar á löggjöfinni um notkun LoRaWAN tíðna, sem auka möguleika á að nota þessa tækni án leyfis. Við teljum að nú sé besti tíminn til að byrja að nota þessa tækni til að leysa raunveruleg viðskiptavandamál.
Í þessari grein munum við skoða grunnreglur LoRaWAN, möguleika til að byggja upp þitt eigið net og nota þriðju aðila, og einnig tala um vörur okkar sem styðja LoRaWAN.
Hvað er LoRaWAN
LoRaWAN er sett af samskiptareglum sem skilgreina efnisleg og netgagnaflutningslög fyrir orkusnauð tæki sem starfa yfir langar vegalengdir. Skammstöfunin LoRa þýðir Long Range, það er langar gagnaflutningsfjarlægðir, og WAN (Wide Area Network) þýðir að samskiptareglan lýsir einnig netlaginu.
Ólíkt þekktum GSM/3G/LTE/WiFi þráðlausum samskiptastöðlum, var LoRaWAN upphaflega hannað til að þjóna samtímis gríðarstórum fjölda áskrifendatækja sem eru lítil afl. Því er megináherslan lögð á ónæmi fyrir truflunum, orkunýtingu og drægni. Á sama tíma er hámarksgagnaflutningshraði takmarkaður við aðeins nokkur kílóbita á sekúndu.
Eins og farsímakerfi, hefur LoRaWAN áskrifendatæki og grunnstöðvar. Samskiptabilið milli áskrifendatækisins og grunnstöðvarinnar getur náð 10 km. Í þessu tilviki eru áskrifendatæki venjulega sjálfknúin rafhlöðu og eru oftast í orkusparnaðarham og vakna stundum fyrir skammtímagagnaskipti við netþjóninn. Til dæmis geta vatnsmælar vaknað einu sinni á nokkurra daga fresti og sent núverandi gildi neysluvatns til netþjónsins og verið í svefnham það sem eftir er. Þessi nálgun gerir það mögulegt að fá tæki sem starfa í allt að nokkur ár án þess að þurfa að skipta um rafhlöður. Verkefni LoRaWAN tækja er að senda/taka á móti nauðsynlegum gögnum frá grunnstöðinni eins fljótt og auðið er og losa um útvarpsbylgjur fyrir önnur tæki, þannig að netkerfið hefur strangar reglur um þann tíma sem er í loftinu. Tæki senda aðeins gögn eftir að hafa fengið staðfestingu frá grunnstöðinni, þetta gerir þér kleift að stjórna álaginu á loftbylgjurnar á miðlarahliðinni og dreifa gagnaskiptalotum jafnt yfir tíma.
LoRa staðallinn lýsir líkamlegu lagi, merkjamótun á tíðnisviðunum 433 MHz, 868 MHz í Evrópu, 915 MHz Ástralíu/Ameríku og 923 MHz Asíu. Í Rússlandi notar LoRaWAN 868 MHz bandið.
Hvernig LoRaWAN virkar
Þar sem LoRaWAN starfar á óleyfissviði, einfaldar það mjög uppsetningu eigin nets með grunnstöðvum, en þá er engin þörf á að vera háð fjarskiptafyrirtækjum. Auk þess að setja upp þitt eigið net geturðu notað netkerfi núverandi rekstraraðila. LoRaWAN veitendur eru nú þegar til um allan heim og eru nýlega farnir að birtast í Rússlandi, til dæmis símafyrirtækið á LoRaWAN netið þitt í mörgum borgum.
Í Rússlandi starfar LoRaWAN venjulega á bilinu 866-869 MHz, hámarksbreidd rásar sem eitt áskrifandi tæki er 125 kHz. Svona líta gagnaskipti í gegnum LoRaWAN samskiptareglur út á litrófsriti sem tekið er upp af habra notanda Ruslan Nadyrshin með hjálp SDR.
Í Rússlandi, síðan 2018, hafa verið samþykktar breytingar á lögum sem draga verulega úr takmörkunum á notkun 868 MHz tíðna. Þú getur lesið ítarlega um nýju löggjafarreglurnar sem stjórna LoRaWAN tíðnum í Rússlandi .
Grunnstöð — í hugtökum LoRaWAN staðla er kallað gátt eða miðstöð. Að því er varðar tilgang er þetta tæki svipað grunnstöðvum hefðbundinna farsímakerfa: endatæki tengjast því og fylgja leiðbeiningum þess um val á rásum, afl og tímarauf fyrir gagnaflutning. Grunnstöðvar eru tengdar miðlægum hugbúnaðarþjóni, sem hefur aðgang að ástandi alls netkerfisins í heild, sinnir tíðniskipulagningu o.fl.
Venjulega eru LoRaWAN grunnstöðvar tengdar kyrrstöðu rafmagni og hafa stöðugan netaðgang. Advantech býður upp á nokkrar gerðir af LoRaWAN röð grunnstöðvum með afkastagetu upp á 100 og 500 áskrifendatæki og getu til að tengjast internetinu í gegnum Ethernet og LTE.
Áskrifandi tæki - lítið afl biðlaratæki, venjulega sjálfknúið. Oftast er það í orkusparandi svefnstillingu. Hefur samskipti við ytri forritaþjón til að senda/taka á móti gögnum. Geymir dulkóðunarlykla til auðkenningar á grunnstöðinni og forritaþjóninum. Getur verið innan útbreiðslusvæðis nokkurra grunnstöðva. Fylgir nákvæmlega reglum um að vinna á lofti sem berast frá grunnstöðinni. Tæki Advantech eru mát I/O tengi, með ýmsum hliðstæðum og stafrænum inn-/úttakstengi og RS-485/232 raðtengi.
Viðskiptavinurinn getur sett upp sínar eigin LoRaWAN stöðvar eða notað núverandi net þriðju aðila rekstraraðila
Opinbert LoRaWAN net
Í þessum arkitektúr eru tæki tengd almennu neti þriðja aðila. Viðskiptavinurinn þarf aðeins að kaupa áskrifendatæki og gera samning við þjónustuveituna og fá lykla til að komast á netið. Á sama tíma er viðskiptavinurinn algjörlega háður umfangi rekstraraðilans.
Hafðu í huga að opinbert LoRaWAN net getur haft strangar takmarkanir á útsendingartíma sem tæki getur tekið, þannig að fyrir forrit sem krefjast tíðari gagnaskipta gætu slík net ekki hentað.
Áður en gögn eru send biður tækið um leyfi til að senda og aðeins ef grunnstöðin svarar með staðfestingu mun skiptingin eiga sér stað.
Þegar þú notar LoRaWAN net þriðja aðila notar viðskiptavinurinn grunnvirki einhvers annars og fer eftir útbreiðslu þjónustuveitunnar og gagnaflutningstakmörkunum hans
Þessi aðferð er hentug, til dæmis þegar skipt er um áskrifendatæki í þéttbýli þar sem nauðsynlegir innviðir eru þegar fyrir hendi. Til dæmis til að setja upp skynjara í íbúðarhúsum og með lítið magn af sendum gögnum, til að safna gögnum frá rafmagnsmælum eða vatnsnotkun. Slík tæki geta sent gögn einu sinni á nokkurra daga fresti.
Einka LoRaWAN net
Þegar einkanet er sett upp setur viðskiptavinurinn sjálfstætt upp grunnstöðvar og skipuleggur umfang. Þessi nálgun er hentug þegar þú þarft fullkomna stjórn á netinu eða á stöðum þar sem umfang símafyrirtækis er ekki fyrir hendi.
Í einkaneti hefur viðskiptavinurinn fulla stjórn á innviðunum
Í þessum arkitektúr fjárfestir viðskiptavinurinn einu sinni í búnaði til að dreifa grunnstöðvum og er ekki lengur háður þjónustu og rekstraraðilum þriðja aðila. Þessi valkostur er hentugur til að byggja upp net á afskekktum landbúnaðarstöðum, framleiðslustöðvum osfrv. Að hafa eigið netkerfi gerir það auðveldara að skala núverandi innviði, auka umfang, fjölda áskrifendatækja og magn sendra gagna.
I/O útstöðvar fyrir áskrifendur
Технические характеристики
- Útgáfur fyrir öll alþjóðleg LoRaWAN tíðnisvið
- Samskiptasvið með grunni allt að 5 km
- Stækkunareiningar fyrir tengingu jaðartæki
- Byggð 4000mAh rafhlaða
- GPS eining (Galileo/BeiDou/GLONASS)
- IP65 vörn
- USB forritun
Röð tæki eru einingaútstöðvar til að tengja ýmis jaðartæki við LoRaWAN netið. Með hjálp þeirra geturðu safnað gögnum frá hvaða stafrænu og hliðrænu skynjara sem er, eins og hitamælum, rakamælum, loftmælum, hröðunarmælum osfrv., og stjórnað öðrum tækjum í gegnum RS-232/485 tengi. Hann er með innbyggða 4000mA rafhlöðu sem getur starfað sjálfstætt í allt að sex mánuði. Samþættir sólarrafhlöðum til að hlaða rafhlöðuna. Innbyggður GPS-móttakari gerir þér kleift að ákvarða nákvæmlega staðsetningu tækisins, sem einfaldar bókhald og uppsetningu: hægt er að setja tæki upp án þess að fara fyrst inn í gagnagrunninn og eftir uppsetningu eru þau sjálfkrafa tengd við hlutinn út frá mótteknum hnitum.
Forritun og stillingar fara fram í gegnum venjulegt USB tengi og krefst ekki viðbótarstýringa og forritara, svo það er hægt að gera það á staðnum með fartölvu.
Viðmótseiningar
Sett af tengi til að tengja ytri tæki við , er útfært með viðmótseiningum sem eru tengdar að neðan. Til einnar flugstöðvar Hægt er að tengja eina tengieiningu. Það fer eftir verkefnum viðskiptavinarins, þetta geta verið stafræn eða hliðstæð inntak/úttak eða raðviðmót. Tengiliðir eru varðir með innsigluðu tengi með M12 snittari tengingu.
- — 4 hliðræn inntak og 4 stafræn inntak
- WISE-S615-A - 6 rásir fyrir RTD (Resistance Temperature Detector) hitamælir
- WISE-S617-A - 6 stafræn inntak, 2 RS-232/485 raðtengi
Wzzard LRPv2 röð skynjari
BB röð skynjara Þetta eru LoRaWAN áskrifendatæki sem eru hönnuð fyrir gagnasöfnun í erfiðu umhverfi og hönnuð fyrir skjóta uppsetningu. Þeir eru með segulmagnaðir grunni og hægt er að festa þau á öruggan hátt við málmflöt án viðbótarfestinga, sem gerir þér kleift að dreifa netkerfi margra tækja fljótt. Lokað tengitengið, staðsett á hliðinni, er hannað til að tengja utanaðkomandi jaðartæki og skynjara.
Технические характеристики
- Notkun á öllum tíðnisviðum LoRaWAN 868/915/923MHz
- Segulfesting á málmyfirborði
- Tengi RS485 (Modbus), 4 hliðræn inntak, 2 stafræn útgangur, 1 stafræn útgangur
- Lokað tenging tengisnúrunnar
- Knúið af 2 AA litíum rafhlöðum, sólarrafhlöðum eða 9 ~ 36V aflgjafa
- Varnarflokkur IP66
- Notkun við hitastig -40 ~ 75°C
LoRaWAN grunnstöðvar
Advantech býður upp á alhliða tæki til að dreifa einka LoRaWAN neti. Gateways röð eru notuð til að tengja áskrifendatæki, svo sem и , og senda gögn til forritaþjónsins. Línan inniheldur gerðir sem styðja samtímis tengingu 100 og 500 áskrifendatækja. Gáttin er tengd við internetið í gegnum Ethernet; útgáfur með innbyggðu 4G mótaldi eru einnig fáanlegar. Styður MQTT og Modbus samskiptareglur fyrir gagnaflutning á forritaþjóninn.
Технические характеристики
- Styður allar LoRaWAN hljómsveitir
- Samtímis þjónusta 100 eða 500 áskrifendatækja
- Ethernet tenging
- Valfrjálst: Innbyggt LTE mótald
- Innbyggður VPN netþjónn/viðskiptavinur
Ályktun
LoRaWAN tækni vekur verðskuldað mikla athygli meðal iðnaðarlausna og í dag getur hún leyst mörg viðskiptavandamál í raun. En fyrir flesta viðskiptavini er LoRaWAN enn lítt þekkt og óskiljanleg tækni. Við trúum því að í náinni framtíð verði það jafn útbreitt og klassísk farsímakerfi, sem gerir viðskiptavinum okkar kleift að innleiða sjálfstætt Internet of Things lausnir á auðveldari hátt.
Heimild: www.habr.com