Wéi LoRaWAN hëlleft e modernen Internet vun de Saachen ze bauen

LoRaWAN ass eng Technologie déi séier Popularitéit am Beräich vun den Internet of Things Léisungen gewënnt. Zur selwechter Zäit bleift et fir vill Clienten wéineg studéiert an exotesch, dofir ginn et vill Mythen a Mëssverständnis ronderëm. Am Joer 2018 huet Russland Ännerunge fir d'Gesetzgebung iwwer d'Benotzung vu LoRaWAN Frequenzen ugeholl, déi d'Méiglechkeeten ausbaue fir dës Technologie ouni Lizenz ze benotzen. Mir gleewen datt elo déi bescht Zäit ass fir dës Technologie ze benotzen fir richteg Geschäftsproblemer ze léisen.

An dësem Artikel wäerte mir d'Basisprinzipien vum LoRaWAN kucken, Optiounen fir Äert eegent Netzwierk ze bauen an Drëtt-Partei Ubidder ze benotzen, an och iwwer eis Produkter schwätzen déi LoRaWAN ënnerstëtzen.

Wat ass LoRaWAN

LoRaWAN ass eng Rei vu Protokoller déi kierperlech an Netzwierkdatentransferschichten fir Low-Power, Low-Power Geräter definéieren, déi iwwer laang Distanzen operéieren. D'Ofkierzung LoRa heescht Long Range, dat heescht laang Dateniwwerdroungsdistanzen, a WAN (Wide Area Network) bedeit datt de Protokoll och d'Netzschicht beschreift.

Am Géigesaz zu de bekannte GSM/3G/LTE/WiFi drahtlose Kommunikatiounsnormen, gouf LoRaWAN ursprénglech entwéckelt fir gläichzäiteg eng riesech Unzuel vu Low-Power Abonnentengeräter ze déngen. Dofir ass den Haaptaccent op Immunitéit géint Interferenz, Energieeffizienz a Range. Zur selwechter Zäit sinn maximal Datenübertragungsraten op nëmmen e puer Kilobit pro Sekonn limitéiert.

Wéi e Cellular Netzwierk, huet LoRaWAN Abonnentengeräter a Basisstatiounen. D'Kommunikatiounsberäich tëscht dem Abonnentapparat an der Basisstatioun kann 10 km erreechen. An dësem Fall sinn Abonnent-Geräter normalerweis selwer vun enger Batterie ugedriwwen an déi meescht vun der Zäit sinn am Energiespuermodus, erwächen heiansdo fir kuerzfristeg Datenaustausch mam Server. Zum Beispill, Waasser Meter kënnen eemol all puer Deeg erwächen an den aktuelle Wäert vum verbrauchte Waasservolumen op de Server iwwerdroen, a bleiwen am Schlofmodus de Rescht vun der Zäit. Dës Approche mécht et méiglech Apparater ze kréien déi bis zu e puer Joer funktionnéieren ouni d'Batterien ze ersetzen. D'Aufgab vun de LoRaWAN-Geräter ass d'noutwendeg Donnéeën vun der Basisstatioun sou séier wéi méiglech ze vermëttelen / ze kréien an d'Loftwellen fir aner Apparater ze befreien, sou datt de Reseau strikt Reegele fir d'Zäit op der Loft besat huet. Apparater iwwerdroen Daten nëmmen no der Bestätegung vun der Basisstatioun, dëst erlaabt Iech d'Laascht op d'Loftwellen op der Serversäit ze kontrolléieren an d'Datenaustauschsessiounen iwwer Zäit gläichméisseg ze verdeelen.

De LoRa Standard beschreift déi kierperlech Schicht, Signalmodulatioun an de Frequenzbereich 433 MHz, 868 MHz an Europa, 915 MHz Australien / Amerika an 923 MHz Asien. A Russland benotzt LoRaWAN d'868 MHz Band.

Wéi LoRaWAN Wierker

Zënter datt LoRaWAN an engem net lizenzéierte Beräich operéiert, vereinfacht et immens den Asaz vun engem eegene Netzwierk mat Basisstatiounen, an deem Fall ass et net néideg op Telekomoperateuren ofhänken. Zousätzlech fir Ären eegene Netzwierk z'installéieren, kënnt Dir d'Netzwierker vun existente Betreiber benotzen. LoRaWAN Provider existéieren schonn op der ganzer Welt an hunn viru kuerzem ugefaang an Russland ze erschéngen, zum Beispill de Bedreiwer Er-Telecom bitt scho Verbindung op Äre LoRaWAN Netz a ville Stied.

A Russland funktionnéiert LoRaWAN normalerweis am Beräich 866-869 MHz, déi maximal Kanalbreet, déi vun engem Abonnentapparat besat ass, ass 125 kHz. Dëst ass wéi den Datenaustausch iwwer de LoRaWAN Protokoll ausgesäit op engem Spektrogramm opgeholl vum habra Benotzer Ruslan Elektresch Vun Ufa Nadyrshin mat der Hëllef vun SDR.

A Russland, zënter 2018, sinn Ännerungen u Gesetzer ugeholl ginn, déi Restriktiounen op d'Benotzung vun 868 MHz Frequenzen wesentlech reduzéieren. Dir kënnt am Detail iwwer déi nei legislativ Normen liesen, déi LoRaWAN Frequenzen a Russland reguléieren an dësem Artikel.

Basis Gare - an der Terminologie vu LoRaWAN Standards gëtt e Paart oder Hub genannt. Wat den Zweck ugeet, ass dësen Apparat ähnlech wéi d'Basisstatioune vu konventionelle mobilen Zellular Netzwierker: Endgeräter verbannen domat a befollegt seng Instruktioune fir Kanäl, Kraaft an Zäitslots fir Datenübertragung ze wielen. D'Basisstatiounen si mat engem zentraliséierte Software-Server ugeschloss, deen Zougang zum Zoustand vum ganzen Netz als Ganzt huet, mat Frequenzplanung asw.
Typesch sinn LoRaWAN Basisstatiounen u stationärer Kraaft verbonnen an hunn e stabilen Internetzougang. Advantech bitt verschidde Modeller vun LoRaWAN Serie Basisstatiounen WEISEN-6610 mat enger Kapazitéit vun 100 an 500 Abonnent-Geräter, an d'Fäegkeet fir mam Internet iwwer Ethernet an LTE ze verbannen.

Abonnent Apparat - e Low-Power Client Apparat, normalerweis selwer ugedriwwen. Déi meescht vun der Zäit ass et am Schlof Energiespuermodus. Interagéiert mat engem Fernapplikatiounsserver fir Daten ze vermëttelen / ze kréien. Späichert Verschlësselungsschlëssel fir d'Authentifikatioun op der Basisstatioun an der Applikatiounsserver. Kann am Ofdeckungsgebitt vu verschiddene Basisstatiounen sinn. Strikt hält d'Regele fir d'Aarbecht un der Loft, déi vun der Basisstatioun kritt gëtt. Apparater Advantech WEISEN-4610 sinn modulär I/O Klemmen, mat verschiddenen Analog an Digital Input / Output Schnëttplazen a RS-485/232 Serien Schnëttplazen.

De Client kann hir eege LoRaWAN Basisstatiounen ofsetzen oder existéierend Netzwierker vun Drëttubidder benotzen

Ëffentlech LoRaWAN Netzwierk

An dëser Architektur sinn Apparater mat engem ëffentlechen Netzwierk vun engem Drëtt-Partei-Operateur verbonnen. De Client brauch nëmmen Abonnent-Geräter ze kafen an en Accord mam Provider anzegoen a Schlësselen ze kréien fir Zougang zum Netz ze kréien. Zur selwechter Zäit ass de Client komplett ofhängeg vun der Ofdeckung vum Bedreiwer.
Denkt drun datt en ëffentleche LoRaWAN Netz strikt Restriktiounen op d'Loftzäit en Apparat ka besetzen, also fir Uwendungen déi méi heefeg Datenaustausch erfuerderen, kënnen esou Netzwierker net gëeegent sinn.
Ier Dir Daten verschéckt, freet den Apparat d'Erlaabnis fir ze iwwerdroen, a nëmmen wann d'Basisstatioun mat Bestätegung reagéiert, gëtt den Austausch stattfonnt.

Wann Dir en Drëtt-Partei LoRaWAN Netz benotzt, benotzt de Client eng aner Basisstatiounsinfrastruktur an hänkt vun der Ofdeckung vum Provider a sengen Datentransferbeschränkungen of

Dës Approche ass praktesch, zum Beispill, wann Abonnent Apparater an urban Beräicher ersat wou déi néideg Infrastruktur schonn existéiert. Zum Beispill fir d'Installatioun vu Sensoren a Wunngebaier a mat enger klenger Quantitéit vun iwwerdroenen Donnéeën, fir Daten aus Stroummeter oder Waasserverbrauch ze sammelen. Esou Apparater kënnen all puer Deeg Daten iwwerdroen.

Privat LoRaWAN Netz

Wann Dir e privaten Netzwierk ofsetzt, installéiert de Client onofhängeg Basisstatiounen a plangt Ofdeckung. Dës Approche ass praktesch wann Dir eng komplett Kontroll iwwer d'Netz brauch oder op Siten wou d'Bedreiwerdeckung net existéiert.

An engem privaten Netzwierk huet de Client komplett Kontroll iwwer d'Infrastruktur

An dëser Architektur mécht de Client eng eemoleg Investitioun an Ausrüstung fir Basisstatiounen z'installéieren an ass net méi ofhängeg vu Servicer an Drëtt-Parteibetreiber. Dës Optioun ass gëeegent fir en Netzwierk op Remote landwirtschaftlech Siten, Produktiounsanlagen, etc. Ären eegene Netzwierk ze hunn mécht et méi einfach déi existent Infrastruktur ze skaléieren, d'Ofdeckung ze erhéijen, d'Zuel vun den Abonnentengeräter an de Volume vun den iwwerdroenen Donnéeën.

Abonnent I/O Terminals WEISEN-4610

Technesch Spezifikatiounen

• Versioune fir all global LoRaWAN Frequenz Bands
• Kommunikatioun Gamme mat Basis bis 5 km
• Expansioun Moduler fir Verbindung Peripheriegeräter
• Gebaut 4000mAh Batterie
• GPS Modul (Galileo/BeiDou/GLONASS)
• Schutz IP65
• USB programméiere

Serie Apparater WEISEN-4610 sinn modulare Klemme fir verschidde Peripheriegeräter mam LoRaWAN Netz ze verbannen. Mat hirer Hëllef kënnt Dir Daten vun all digitalen an analoge Sensoren sammelen, wéi Thermometer, Hygrometer, Barometer, Accelerometer, etc., a kontrolléiert aner Geräter iwwer RS-232/485 Interfaces. Et huet eng agebaute 4000mA Batterie, déi autonom fir bis zu sechs Méint operéiere kann. Integréiert mat Solarpanneauen fir d'Batterie ze laden. Den agebaute GPS-Empfänger erlaabt Iech d'Plaz vum Apparat präzis ze bestëmmen, wat d'Rechnung an d'Installatioun vereinfacht: Apparater kënnen montéiert ginn ouni éischt an d'Datebank anzeginn, an no der Installatioun ginn se automatesch un den Objet verbonnen op Basis vun de kritt Koordinaten.

D'Programméierung an d'Konfiguratioun gëtt iwwer e normale USB-Interface duerchgefouert an erfuerdert keng zousätzlech Controller a Programméierer, sou datt et op der Plaz mat engem Laptop ka gemaach ginn.

Interface Moduler

Eng Rei vun Interfaces fir externen Apparater ze verbannen WEISEN-4610, gëtt mat Interface Moduler ëmgesat, déi vun ënnen verbonne sinn. Zu engem Terminal WEISEN-4610 eent Interface Modul kann verbonne ginn. Ofhängeg vun den Aufgaben vum Client kënnen dës digital oder analog Input / Outputs oder Serien Interfaces sinn. D'Interface Kontakter sinn geschützt duerch e versiegelte Stecker mat enger M12 threaded Verbindung.

• WEISEN-S614-A - 4 Analog Input a 4 Digital Input
• WISE-S615-A - 6 Kanäl fir RTD (Resistenztemperaturdetektor) Thermometer
• WISE-S617-A - 6 digital Input, 2 RS-232/485 Serien Interfaces

Wzzard LRPv2 Serie Sensor

BB Serie Sensoren Wzzard LRPv2 Dëst sinn LoRaWAN Abonnent Geräter entworf fir Datensammlung an haarden Ëmfeld a fir séier Installatioun entworf. Si hunn eng magnetesch Basis a kënne sécher op Metalloberflächen befestegt ginn ouni zousätzlech Befestigungen, wat Iech erlaabt Iech séier e Netzwierk vu ville Geräter z'installéieren. De zouene Interface Connector, deen op der Säit läit, ass entwéckelt fir extern Peripheriegeräter a Sensoren ze verbannen.

Technesch Spezifikatiounen

• Operatioun an all Frequenzbereich LoRaWAN 868/915/923MHz
• Magnéitescht Mount op Metall Uewerfläch
• Interfaces RS485 (Modbus), 4 Analog Input, 2 Digital Output, 1 Digital Output
• Versiegelt Verbindung vun der Interface Kabel
• Powered vun 2 AA Lithium Batterien, Solarpanneauen oder 9 ~ 36V Energieversuergung
• Schutzklass IP66
• Operatioun bei Temperaturen -40 ~ 75 ° C

LoRaWAN Basisstatiounen WEISEN-6610

Advantech bitt eng ganz Palette vun Apparater fir e privaten LoRaWAN Netz z'installéieren. Gateways Serie WEISEN-6610 gi benotzt fir Abonnentgeräter ze verbannen, wéi z WEISEN-4610 и Wzzard LRPv2, an d'Transmissioun vun Daten un den Applikatiounsserver. D'Linn enthält Modeller déi d'simultan Verbindung vun 100 an 500 Abonnentengeräter ënnerstëtzen. De Paart ass mam Internet iwwer Ethernet ugeschloss; Versioune mat engem agebaute 4G Modem sinn och verfügbar. Ënnerstëtzt MQTT a Modbus Protokoller fir Datenübertragung op den Applikatiounsserver.

Technesch Spezifikatiounen

• Ënnerstëtzt all LoRaWAN Bands
• Simultan Service vun 100 oder 500 Abonnent Geräter
• Ethernet Verbindung
• Optional: agebaute LTE Modem
• Built-in VPN Server / Client

Konklusioun

LoRaWAN Technologie zitt verdéngt vill Opmierksamkeet ënnert industrielle Léisungen un, an haut kann et effektiv vill Geschäftsproblemer léisen. Awer fir déi meescht Clienten bleift LoRaWAN nach ëmmer eng wéineg bekannt an onverständlech Technologie. Mir gleewen datt et an der nächster Zukunft sou verbreet wäert sinn wéi klassesch Cellulär Netzwierker, wat eise Clienten erlaabt méi einfach autonom Internet of Things Léisungen ëmzesetzen.

Source: will.com