LoRaWAN ir tehnoloÄ£ija, kas strauji gÅ«st popularitÄti lietu interneta risinÄjumu jomÄ. TajÄ paÅ”Ä laikÄ daudziem klientiem tas joprojÄm ir maz pÄtÄ«ts un eksotisks, tÄpÄc ap to ir daudz mÄ«tu un maldÄ«gu priekÅ”statu. Krievija 2018. gadÄ pieÅÄma grozÄ«jumus likumdoÅ”anÄ par LoRaWAN frekvenÄu izmantoÅ”anu, kas paplaÅ”ina Ŕīs tehnoloÄ£ijas izmantoÅ”anas iespÄjas bez licences. MÄs uzskatÄm, ka tagad ir labÄkais laiks, lai sÄktu izmantot Å”o tehnoloÄ£iju reÄlu biznesa problÄmu risinÄÅ”anai.
Å ajÄ rakstÄ mÄs apskatÄ«sim LoRaWAN pamatprincipus, iespÄjas izveidot savu tÄ«klu un izmantot treÅ”o puÅ”u pakalpojumu sniedzÄjus, kÄ arÄ« runÄsim par mÅ«su produktiem, kas atbalsta LoRaWAN.
Kas ir LoRaWAN
LoRaWAN ir protokolu kopums, kas nosaka fiziskos un tÄ«kla datu pÄrraides slÄÅus mazjaudas un mazjaudas ierÄ«cÄm, kas darbojas lielos attÄlumos. SaÄ«sinÄjums LoRa nozÄ«mÄ Long Range, tas ir, lielus datu pÄrraides attÄlumus, un WAN (Wide Area Network) nozÄ«mÄ, ka protokols apraksta arÄ« tÄ«kla slÄni.
AtŔķirÄ«bÄ no labi zinÄmajiem GSM/3G/LTE/WiFi bezvadu sakaru standartiem, LoRaWAN sÄkotnÄji tika izstrÄdÄts, lai vienlaikus apkalpotu milzÄ«gu skaitu mazjaudas abonentu ierÄ«Äu. TÄpÄc galvenais uzsvars tiek likts uz noturÄ«bu pret traucÄjumiem, energoefektivitÄti un darbÄ«bas rÄdiusu. TajÄ paÅ”Ä laikÄ maksimÄlais datu pÄrraides Ätrums ir ierobežots lÄ«dz dažiem kilobitiem sekundÄ.
TÄpat kÄ mobilajam tÄ«klam, arÄ« LoRaWAN ir abonentu ierÄ«ces un bÄzes stacijas. Sakaru diapazons starp abonenta ierÄ«ci un bÄzes staciju var sasniegt 10 km. Å ajÄ gadÄ«jumÄ abonentu ierÄ«ces parasti paÅ”apkalpo ar akumulatoru, un lielÄko daļu laika tÄs ir enerÄ£ijas taupÄ«Å”anas režīmÄ, laiku pa laikam pamostoties Ä«slaicÄ«gai datu apmaiÅai ar serveri. PiemÄram, Å«dens skaitÄ«tÄji var pamosties reizi dažÄs dienÄs un nosÅ«tÄ«t serverim paÅ”reizÄjo patÄrÄtÄ Å«dens daudzuma vÄrtÄ«bu, bet pÄrÄjÄ laikÄ palikt miega režīmÄ. Å Ä« pieeja ļauj iegÅ«t ierÄ«ces, kas darbojas pat vairÄkus gadus bez nepiecieÅ”amÄ«bas nomainÄ«t baterijas. LoRaWAN ierÄ«Äu uzdevums ir pÄc iespÄjas ÄtrÄk pÄrraidÄ«t/saÅemt nepiecieÅ”amos datus no bÄzes stacijas un atbrÄ«vot Ätera viļÅus citÄm ierÄ«cÄm, tÄpÄc tÄ«klÄ ir stingri noteikumi par ÄterÄ pavadÄ«to laiku. IerÄ«ces pÄrraida datus tikai pÄc apstiprinÄjuma saÅemÅ”anas no bÄzes stacijas, tas ļauj kontrolÄt Ätera slodzi servera pusÄ un vienmÄrÄ«gi sadalÄ«t datu apmaiÅas sesijas laika gaitÄ.
LoRa standarts apraksta fizisko slÄni, signÄla modulÄciju frekvenÄu diapazonos 433 MHz, 868 MHz EiropÄ, 915 MHz AustrÄlija/Amerika un 923 MHz Äzija. KrievijÄ LoRaWAN izmanto 868 MHz joslu.
KÄ darbojas LoRaWAN
TÄ kÄ LoRaWAN darbojas nelicencÄtÄ diapazonÄ, tas ievÄrojami vienkÄrÅ”o sava tÄ«kla izvietoÅ”anu ar bÄzes stacijÄm, un tÄdÄ gadÄ«jumÄ nav jÄbÅ«t atkarÄ«gam no telekomunikÄciju operatoriem. Papildus sava tÄ«kla izvietoÅ”anai varat izmantot esoÅ”o operatoru tÄ«klus. LoRaWAN pakalpojumu sniedzÄji jau pastÄv visÄ pasaulÄ un nesen ir sÄkuÅ”i parÄdÄ«ties KrievijÄ, piemÄram, operators uz jÅ«su LoRaWAN tÄ«klu daudzÄs pilsÄtÄs.
KrievijÄ LoRaWAN parasti darbojas diapazonÄ 866-869 MHz, maksimÄlais kanÄla platums, ko aizÅem viena abonenta ierÄ«ce, ir 125 kHz. Å Ädi izskatÄs datu apmaiÅa caur LoRaWAN protokolu spektrogrammÄ, ko ierakstÄ«jis habra lietotÄjs Ruslans NadirÅ”ins ar SDR palÄ«dzÄ«bu.
KrievijÄ kopÅ” 2018. gada ir pieÅemti grozÄ«jumi likumos, kas bÅ«tiski samazina ierobežojumus 868 MHz frekvenÄu izmantoÅ”anai. DetalizÄti varat izlasÄ«t par jaunajÄm likumdoÅ”anas normÄm, kas regulÄ LoRaWAN frekvences KrievijÄ .
BÄzes stacija ā LoRaWAN standartu terminoloÄ£ijÄ to sauc par vÄrteju vai centrmezglu. MÄrÄ·a ziÅÄ Å”Ä« ierÄ«ce ir lÄ«dzÄ«ga parasto mobilo mobilo tÄ«klu bÄzes stacijÄm: gala ierÄ«ces pieslÄdzas tai un izpilda tÄs norÄdÄ«jumus, izvÄloties kanÄlus, jaudu un laika niÅ”as datu pÄrraidei. BÄzes stacijas ir savienotas ar centralizÄtu programmatÅ«ras serveri, kuram ir pieeja visa tÄ«kla stÄvoklim kopumÄ, nodarbojas ar frekvenÄu plÄnoÅ”anu utt.
Parasti LoRaWAN bÄzes stacijas ir savienotas ar stacionÄru strÄvu, un tÄm ir stabila piekļuve internetam. Advantech piedÄvÄ vairÄkus LoRaWAN sÄrijas bÄzes staciju modeļus ar 100 un 500 abonentu ierÄ«Äu ietilpÄ«bu un iespÄju izveidot savienojumu ar internetu, izmantojot Ethernet un LTE.
Abonenta ierÄ«ce - mazjaudas klienta ierÄ«ce, kas parasti darbojas no paÅ”padeves. LielÄko daļu laika tas ir miega enerÄ£ijas taupÄ«Å”anas režīmÄ. Mijiedarbojas ar attÄlo lietojumprogrammu serveri, lai pÄrsÅ«tÄ«tu/saÅemtu datus. SaglabÄ Å”ifrÄÅ”anas atslÄgas autentifikÄcijai bÄzes stacijÄ un lietojumprogrammu serverÄ«. Var atrasties vairÄku bÄzes staciju pÄrklÄjuma zonÄ. Stingri ievÄro noteikumus darbam ÄterÄ, kas saÅemts no bÄzes stacijas. IerÄ«ces Advantech ir modulÄri I/O terminÄļi ar dažÄdÄm analogajÄm un digitÄlajÄm ievades/izvades saskarnÄm un RS-485/232 seriÄlajÄm saskarnÄm.
Klients var izvietot savas LoRaWAN bÄzes stacijas vai izmantot esoÅ”os treÅ”o puÅ”u operatoru tÄ«klus
Publiskais LoRaWAN tīkls
Å ajÄ arhitektÅ«rÄ ierÄ«ces ir savienotas ar treÅ”Äs puses operatora publisko tÄ«klu. Klientam tikai jÄiegÄdÄjas abonenta ierÄ«ces un jÄnoslÄdz lÄ«gums ar pakalpojumu sniedzÄju un jÄsaÅem atslÄgas, lai piekļūtu tÄ«klam. TajÄ paÅ”Ä laikÄ klients ir pilnÄ«bÄ atkarÄ«gs no operatora pÄrklÄjuma.
Å
emiet vÄrÄ, ka publiskajam LoRaWAN tÄ«klam var bÅ«t stingri ierobežojumi attiecÄ«bÄ uz raidlaiku, ko ierÄ«ce var aizÅemt, tÄpÄc lietojumprogrammÄm, kurÄm nepiecieÅ”ama biežÄka datu apmaiÅa, Å”Ädi tÄ«kli var nebÅ«t piemÄroti.
Pirms datu nosÅ«tÄ«Å”anas ierÄ«ce pieprasa atļauju pÄrraidÄ«t, un tikai tad, ja bÄzes stacija atbildÄs ar apstiprinÄjumu, apmaiÅa notiks.
Izmantojot treÅ”Äs puses LoRaWAN tÄ«klu, klients izmanto kÄda cita bÄzes stacijas infrastruktÅ«ru un ir atkarÄ«gs no pakalpojumu sniedzÄja pÄrklÄjuma un tÄ datu pÄrraides ierobežojumiem.
Å Ä« pieeja ir Ärta, piemÄram, nomainot abonentu ierÄ«ces pilsÄtu teritorijÄs, kur jau pastÄv nepiecieÅ”amÄ infrastruktÅ«ra. PiemÄram, sensoru uzstÄdÄ«Å”anai dzÄ«vojamÄs ÄkÄs un ar nelielu pÄrraidÄ«to datu apjomu, datu savÄkÅ”anai no elektrÄ«bas skaitÄ«tÄjiem vai Å«dens patÄriÅa. Å Ädas ierÄ«ces var pÄrsÅ«tÄ«t datus reizi pÄris dienÄs.
PrivÄts LoRaWAN tÄ«kls
Izvietojot privÄto tÄ«klu, klients patstÄvÄ«gi uzstÄda bÄzes stacijas un plÄno pÄrklÄjumu. Å Ä« pieeja ir Ärta, ja jums ir nepiecieÅ”ama pilnÄ«ga kontrole pÄr tÄ«klu vai vietÄs, kur operatora pÄrklÄjums nepastÄv.
PrivÄtajÄ tÄ«klÄ klientam ir pilnÄ«ga kontrole pÄr infrastruktÅ«ru
Å ajÄ arhitektÅ«rÄ klients veic vienreizÄju ieguldÄ«jumu aprÄ«kojumÄ bÄzes staciju izvietoÅ”anai un vairs nav atkarÄ«gs no pakalpojumiem un treÅ”o puÅ”u operatoriem. Å Ä« opcija ir piemÄrota tÄ«kla izveidei attÄlos lauksaimniecÄ«bas objektos, ražotnÄs utt. Izmantojot savu tÄ«klu, ir vieglÄk paplaÅ”inÄt esoÅ”o infrastruktÅ«ru, palielinÄt pÄrklÄjumu, abonentu ierÄ«Äu skaitu un pÄrsÅ«tÄ«to datu apjomu.
Abonentu I/O terminÄļi
Š¢ŠµŃ
Š½ŠøŃŠµŃŠŗŠøŠµ Ń
Š°ŃŠ°ŠŗŃŠµŃŠøŃŃŠøŠŗŠø
- Versijas visÄm globÄlajÄm LoRaWAN frekvenÄu joslÄm
- Sakaru diapazons ar bÄzi lÄ«dz 5km
- PaplaÅ”inÄÅ”anas moduļi savienoÅ”anai perifÄrijas ierÄ«ces
- IebÅ«vÄts 4000 mAh akumulators
- GPS modulis (Galileo/BeiDou/GLONASS)
- Aizsardzība IP65
- USB programmÄÅ”ana
SÄrijas ierÄ«ces ir modulÄri terminÄļi dažÄdu perifÄrijas ierÄ«Äu savienoÅ”anai ar LoRaWAN tÄ«klu. Ar to palÄ«dzÄ«bu jÅ«s varat savÄkt datus no jebkuriem digitÄlajiem un analogajiem sensoriem, piemÄram, termometriem, higrometriem, barometriem, akselerometriem utt., kÄ arÄ« vadÄ«t citas ierÄ«ces, izmantojot RS-232/485 saskarnes. Tam ir iebÅ«vÄts 4000mA akumulators, kas var darboties autonomi lÄ«dz seÅ”iem mÄneÅ”iem. IntegrÄts ar saules paneļiem, lai uzlÄdÄtu akumulatoru. IebÅ«vÄtais GPS uztvÄrÄjs ļauj precÄ«zi noteikt ierÄ«ces atraÅ”anÄs vietu, kas atvieglo uzskaiti un uzstÄdÄ«Å”anu: ierÄ«ces var montÄt, iepriekÅ” neieejot datu bÄzÄ, un pÄc uzstÄdÄ«Å”anas tÄs tiek automÄtiski sasaistÄ«tas ar objektu, pamatojoties uz saÅemtajÄm koordinÄtÄm.
ProgrammÄÅ”ana un konfigurÄÅ”ana tiek veikta, izmantojot parasto USB interfeisu, un tai nav nepiecieÅ”ami papildu kontrolieri un programmÄtÄji, tÄpÄc to var veikt uz vietas, izmantojot portatÄ«vo datoru.
Interfeisa moduļi
SaskarÅu komplekts ÄrÄjo ierÄ«Äu pievienoÅ”anai , tiek Ä«stenots, izmantojot interfeisa moduļus, kas ir savienoti no apakÅ”as. Uz vienu terminÄli var pieslÄgt vienu interfeisa moduli. AtkarÄ«bÄ no klienta uzdevumiem tÄs var bÅ«t digitÄlÄs vai analogÄs ieejas/izejas vai seriÄlÄs saskarnes. Interfeisa kontakti ir aizsargÄti ar noslÄgtu savienotÄju ar M12 vÄ«tÅotu savienojumu.
- ā 4 analogÄs ieejas un 4 digitÄlÄs ieejas
- WISE-S615-A ā 6 kanÄli RTD (pretestÄ«bas temperatÅ«ras detektoram) termometram
- WISE-S617-A ā 6 digitÄlÄs ieejas, 2 RS-232/485 seriÄlÄs saskarnes
Wzzard LRPv2 sÄrijas sensors
BB sÄrijas sensori TÄs ir LoRaWAN abonentu ierÄ«ces, kas paredzÄtas datu vÄkÅ”anai skarbos apstÄkļos un paredzÄtas Ätrai uzstÄdÄ«Å”anai. Tiem ir magnÄtiska pamatne, un tos var droÅ”i piestiprinÄt pie metÄla virsmÄm bez papildu stiprinÄjumiem, kas ļauj Ätri izvietot daudzu ierÄ«Äu tÄ«klu. AizzÄ«mogotais interfeisa savienotÄjs, kas atrodas sÄnos, ir paredzÄts ÄrÄjo perifÄrijas ierÄ«Äu un sensoru pievienoÅ”anai.
Š¢ŠµŃ
Š½ŠøŃŠµŃŠŗŠøŠµ Ń
Š°ŃŠ°ŠŗŃŠµŃŠøŃŃŠøŠŗŠø
- DarbÄ«ba visos frekvenÄu diapazonos LoRaWAN 868/915/923MHz
- MagnÄtisks stiprinÄjums uz metÄla virsmas
- Saskarnes RS485 (Modbus), 4 analogÄs ieejas, 2 digitÄlÄs izejas, 1 digitÄlÄ izeja
- BlÄ«vÄts interfeisa kabeļa savienojums
- Darbojas ar 2 AA litija baterijÄm, saules paneļiem vai 9 ~ 36 V baroÅ”anas avotu
- IP66 aizsardzības klase
- DarbÄ«ba temperatÅ«rÄ -40 ~ 75Ā°C
LoRaWAN bÄzes stacijas
Advantech piedÄvÄ pilnu ierÄ«Äu klÄstu privÄtÄ LoRaWAN tÄ«kla izvietoÅ”anai. VÄrtu sÄrija tiek izmantoti, lai savienotu abonenta ierÄ«ces, piemÄram, Šø un datu pÄrsÅ«tÄ«Å”anu uz lietojumprogrammu serveri. LÄ«nijÄ ir modeļi, kas atbalsta vienlaicÄ«gu 100 un 500 abonentu ierÄ«Äu savienojumu. VÄrteja ir savienota ar internetu, izmantojot Ethernet, ir pieejamas arÄ« versijas ar iebÅ«vÄtu 4G modemu. Atbalsta MQTT un Modbus protokolus datu pÄrsÅ«tÄ«Å”anai uz lietojumprogrammu serveri.
Š¢ŠµŃ
Š½ŠøŃŠµŃŠŗŠøŠµ Ń
Š°ŃŠ°ŠŗŃŠµŃŠøŃŃŠøŠŗŠø
- Atbalsta visas LoRaWAN joslas
- VienlaicÄ«ga 100 vai 500 abonentu ierÄ«Äu apkalpoÅ”ana
- Ethernet savienojums
- PÄc izvÄles: iebÅ«vÄts LTE modems
- IebÅ«vÄts VPN serveris/klients
SecinÄjums
LoRaWAN tehnoloÄ£ija pelnÄ«ti piesaista lielu uzmanÄ«bu industriÄlo risinÄjumu vidÅ«, un mÅ«sdienÄs tÄ var efektÄ«vi atrisinÄt daudzas biznesa problÄmas. Bet lielÄkajai daļai klientu LoRaWAN joprojÄm ir maz zinÄma un nesaprotama tehnoloÄ£ija. UzskatÄm, ka tuvÄkajÄ nÄkotnÄ tas bÅ«s tikpat izplatÄ«ts kÄ klasiskie mobilo sakaru tÄ«kli, kas ļaus mÅ«su klientiem ÄrtÄk ieviest autonomos lietu interneta risinÄjumus.
Avots: www.habr.com