LoRaWAN бол интернетийн зүйлсийн шийдлүүдийн салбарт хурдан алдаршиж буй технологи юм. Үүний зэрэгцээ, олон үйлчлүүлэгчдийн хувьд энэ нь бага судлагдсан, чамин хэвээр байгаа тул түүний эргэн тойронд олон домог, буруу ойлголт байдаг. 2018 онд Орос улс LoRaWAN давтамжийг ашиглах тухай хууль тогтоомжид нэмэлт, өөрчлөлт оруулсан бөгөөд энэ технологийг лицензгүйгээр ашиглах боломжийг өргөжүүлсэн. Бизнесийн бодит асуудлуудыг шийдвэрлэхийн тулд энэ технологийг ашиглаж эхлэх хамгийн тохиромжтой цаг гэж бид үзэж байна.
Энэ нийтлэлд бид LoRaWAN-ийн үндсэн зарчмууд, өөрийн сүлжээг бий болгох, гуравдагч талын үйлчилгээ үзүүлэгчдийг ашиглах сонголтуудыг авч үзэхээс гадна LoRaWAN-ийг дэмждэг манай бүтээгдэхүүний талаар ярих болно.
LoRaWAN гэж юу вэ
LoRaWAN нь хол зайд ажилладаг бага чадалтай, бага чадалтай төхөөрөмжүүдийн физик болон сүлжээний өгөгдөл дамжуулах давхаргыг тодорхойлсон протоколуудын багц юм. LoRa товчлол нь Long Range, өөрөөр хэлбэл урт өгөгдөл дамжуулах зай, WAN (Wide Area Network) нь протокол нь сүлжээний давхаргыг мөн тодорхойлдог гэсэн үг юм.
Алдарт GSM/3G/LTE/WiFi утасгүй холбооны стандартуудаас ялгаатай нь LoRaWAN нь маш олон тооны бага чадалтай захиалагч төхөөрөмжүүдэд нэгэн зэрэг үйлчлэхээр бүтээгдсэн юм. Тиймээс гол анхаарал нь хөндлөнгийн хамгаалалт, эрчим хүчний хэмнэлт, хүрээг хамардаг. Үүний зэрэгцээ өгөгдөл дамжуулах дээд хурд нь секундэд хэдхэн килобитээр хязгаарлагддаг.
Үүрэн сүлжээний нэгэн адил LoRaWAN нь захиалагчийн төхөөрөмжүүд болон суурь станцуудтай. Захиалагч төхөөрөмж ба үндсэн станцын хоорондох холбооны хүрээ 10 км хүрч болно. Энэ тохиолдолд захиалагчийн төхөөрөмжүүд нь ихэвчлэн батарейгаар өөрөө тэжээгддэг бөгөөд ихэнх цаг нь эрчим хүч хэмнэх горимд байдаг бөгөөд сервертэй богино хугацааны мэдээлэл солилцохоор хааяа сэрдэг. Жишээлбэл, усны тоолуур хэдхэн хоногт нэг удаа сэрж, хэрэглэсэн усны эзлэхүүний одоогийн утгыг серверт дамжуулж, үлдсэн хугацаанд унтах горимд байх боломжтой. Энэ арга нь батерейг солих шаардлагагүйгээр хэдэн жилийн турш ажиллах төхөөрөмжүүдийг олж авах боломжийг олгодог. LoRaWAN төхөөрөмжүүдийн үүрэг бол үндсэн станцаас шаардлагатай өгөгдлийг аль болох хурдан дамжуулах/хүлээн авах, бусад төхөөрөмжүүдийн агаарын долгионыг чөлөөлөх явдал тул сүлжээ нь агаарт байх хугацаандаа хатуу дүрэмтэй байдаг. Төхөөрөмжүүд нь зөвхөн суурь станцаас баталгаажуулсны дараа өгөгдөл дамжуулдаг бөгөөд энэ нь серверийн талын агаарын долгион дээрх ачааллыг хянах, өгөгдөл солилцох сессийг цаг хугацааны явцад жигд хуваарилах боломжийг олгоно.
LoRa стандарт нь физик давхарга, дохионы модуляцийг 433 МГц, Европт 868 МГц, Австрали/Америк 915 МГц, Азид 923 МГц давтамжийн мужид тодорхойлдог. Орос улсад LoRaWAN нь 868 МГц давтамжийг ашигладаг.
LoRaWAN хэрхэн ажилладаг
LoRaWAN нь зөвшөөрөлгүй үйл ажиллагаа явуулдаг тул үндсэн станцуудаар өөрийн сүлжээг байрлуулах ажлыг ихээхэн хялбаршуулдаг бөгөөд энэ тохиолдолд харилцаа холбооны операторуудаас хамаарах шаардлагагүй болно. Та өөрийн сүлжээг ашиглахаас гадна одоо байгаа операторуудын сүлжээг ашиглаж болно. LoRaWAN үйлчилгээ үзүүлэгчид дэлхий даяар аль хэдийн байдаг бөгөөд саяхан Орост гарч эхэлсэн, жишээ нь оператор олон хот дахь LoRaWAN сүлжээндээ.
Орос улсад LoRaWAN нь ихэвчлэн 866-869 МГц давтамжтайгаар ажилладаг бөгөөд нэг захиалагчийн хамгийн их сувгийн өргөн нь 125 кГц байдаг. LoRaWAN протоколоор дамжуулан өгөгдөл солилцох нь хабра хэрэглэгч Руслангийн бичсэн спектрограмм дээр иймэрхүү харагдаж байна. Надыршин SDR-ийн тусламжтайгаар.
Орос улсад 2018 оноос хойш 868 МГц давтамжийг ашиглах хязгаарлалтыг эрс багасгасан хуулиудад нэмэлт өөрчлөлт оруулсан. Та Орос дахь LoRaWAN давтамжийг зохицуулах хууль тогтоомжийн шинэ хэм хэмжээний талаар дэлгэрэнгүй уншиж болно. .
Суурь станц — LoRaWAN стандартын нэр томъёонд гарц буюу төв гэж нэрлэдэг. Зориулалтын хувьд энэ төхөөрөмж нь ердийн хөдөлгөөнт үүрэн холбооны үндсэн станцуудтай төстэй: төгсгөлийн төхөөрөмжүүд үүнтэй холбогдож, суваг, эрчим хүч, өгөгдөл дамжуулах цагийг сонгох зааврыг дагаж мөрддөг. Суурь станцууд нь бүхэл бүтэн сүлжээний төлөв байдалд хандах боломжтой, давтамжийн төлөвлөлт гэх мэт төвлөрсөн програм хангамжийн серверт холбогдсон байдаг.
Ер нь LoRaWAN суурь станцууд нь суурин цахилгаанд холбогдсон бөгөөд тогтвортой интернетэд холбогддог. Advantech нь LoRaWAN цувралын үндсэн станцуудын хэд хэдэн загварыг санал болгодог 100 ба 500 захиалагчийн төхөөрөмжтэй, Ethernet болон LTE сүлжээгээр интернетэд холбогдох боломжтой.
Захиалагч төхөөрөмж - бага чадалтай үйлчлүүлэгч төхөөрөмж, ихэвчлэн өөрөө ажилладаг. Ихэнх тохиолдолд энэ нь унтах эрчим хүч хэмнэх горимд байдаг. Өгөгдөл дамжуулах/хүлээн авахын тулд алсын хэрэглээний сервертэй харилцдаг. Шифрлэлтийн түлхүүрүүдийг үндсэн станц болон програмын серверт баталгаажуулах зорилгоор хадгалдаг. Хэд хэдэн суурь станцын хамрах хүрээн дотор байж болно. Суурь станцаас хүлээн авсан агаарт ажиллах дүрмийг чанд баримталдаг. Төхөөрөмжүүд Advantech Эдгээр нь төрөл бүрийн аналог ба дижитал оролт/гаралтын интерфейс, RS-485/232 цуваа интерфэйс бүхий модульчлагдсан оролт/гаралтын терминалууд юм.
Үйлчлүүлэгч өөрийн LoRaWAN суурь станцыг байрлуулах эсвэл гуравдагч талын операторуудын одоо байгаа сүлжээг ашиглах боломжтой.
Олон нийтийн LoRaWAN сүлжээ
Энэ архитектурт төхөөрөмжүүд нь гуравдагч талын операторын нийтийн сүлжээнд холбогдсон байдаг. Үйлчлүүлэгч нь зөвхөн захиалагчийн төхөөрөмж худалдан авч, үйлчилгээ үзүүлэгчтэй гэрээ байгуулж, сүлжээнд нэвтрэх түлхүүрийг хүлээн авахад л хангалттай. Үүний зэрэгцээ үйлчлүүлэгч нь операторын хамрах хүрээнээс бүрэн хамааралтай байдаг.
Олон нийтийн LoRaWAN сүлжээ нь төхөөрөмжийн ашиглах цагийг хатуу хязгаарлалттай байж болох тул илүү олон удаа өгөгдөл солилцох шаардлагатай програмуудад ийм сүлжээ тохиромжгүй байж болохыг санаарай.
Өгөгдлийг илгээхээс өмнө төхөөрөмж дамжуулах зөвшөөрөл хүсдэг бөгөөд зөвхөн суурь станц баталгаажуулсан тохиолдолд солилцоо явагдана.
Гуравдагч этгээдийн LoRaWAN сүлжээг ашиглах үед үйлчлүүлэгч өөр хэн нэгний суурь станцын дэд бүтцийг ашигладаг бөгөөд үйлчилгээ үзүүлэгчийн хамрах хүрээ, өгөгдөл дамжуулах хязгаарлалтаас хамаардаг.
Энэ арга нь жишээлбэл, шаардлагатай дэд бүтэц аль хэдийн бий болсон хот суурин газарт захиалагчийн төхөөрөмжийг солих үед тохиромжтой. Жишээлбэл, орон сууцны барилгад мэдрэгч суурилуулах, бага хэмжээний мэдээлэл дамжуулах, цахилгаан тоолуур эсвэл усны хэрэглээнээс мэдээлэл цуглуулах. Ийм төхөөрөмж хэдхэн хоногт нэг удаа өгөгдөл дамжуулах боломжтой.
Хувийн LoRaWAN сүлжээ
Хувийн сүлжээг байрлуулахдаа хэрэглэгч суурь станцуудыг бие даан суурилуулж, хамрах хүрээг төлөвлөдөг. Энэ арга нь сүлжээг бүрэн хянах шаардлагатай үед эсвэл операторын хамрах хүрээ байхгүй газруудад тохиромжтой.
Хувийн сүлжээнд хэрэглэгч дэд бүтцэд бүрэн хяналт тавьдаг
Энэхүү архитектурт үйлчлүүлэгч үндсэн станцуудыг байрлуулах тоног төхөөрөмжид нэг удаагийн хөрөнгө оруулалт хийж, үйлчилгээ болон гуравдагч талын операторуудаас хамааралгүй болсон. Энэ сонголт нь хөдөө аж ахуйн алслагдсан газар, үйлдвэрлэлийн байгууламж гэх мэт сүлжээг бий болгоход тохиромжтой. Өөрийн сүлжээтэй байх нь одоо байгаа дэд бүтцийг өргөжүүлэх, хамрах хүрээ, захиалагчийн төхөөрөмжийн тоо, дамжуулагдсан өгөгдлийн хэмжээг нэмэгдүүлэхэд хялбар болгодог.
Захиалагчийн оролт гаралтын терминалууд
Технические характеристики
- Бүх дэлхийн LoRaWAN давтамжийн зурваст зориулсан хувилбарууд
- Суурьтай харилцах хүрээ 5 км хүртэл
- Холболтын өргөтгөлийн модулиуд захын төхөөрөмжүүд
- Баригдсан 4000 мАч батерей
- GPS модуль (Галилей/БейДоу/ГЛОНАСС)
- Хамгаалалт IP65
- USB програмчлал
Цуврал төхөөрөмжүүд янз бүрийн захын төхөөрөмжүүдийг LoRaWAN сүлжээнд холбох модульчлагдсан терминалууд юм. Тэдгээрийн тусламжтайгаар та термометр, гигрометр, барометр, акселерометр гэх мэт аливаа дижитал болон аналог мэдрэгчээс мэдээлэл цуглуулж, RS-232/485 интерфейсээр дамжуулан бусад төхөөрөмжийг удирдах боломжтой. Энэ нь 4000 мА багтаамжтай батерейтай бөгөөд зургаан сар хүртэл бие даан ажиллах боломжтой. Зайг цэнэглэхийн тулд нарны зайн хавтангуудтай нэгтгэдэг. Суурилуулсан GPS хүлээн авагч нь төхөөрөмжийн байршлыг нарийн тодорхойлох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь нягтлан бодох бүртгэл, суурилуулалтыг хялбаршуулдаг: төхөөрөмжүүдийг эхлээд мэдээллийн санд оруулахгүйгээр холбож болох бөгөөд суулгасны дараа хүлээн авсан координат дээр үндэслэн объекттой автоматаар холбогддог.
Програмчлал, тохиргоог ердийн USB интерфейсээр гүйцэтгэдэг бөгөөд нэмэлт хянагч, програмист шаарддаггүй тул зөөврийн компьютер ашиглан газар дээр нь хийж болно.
Интерфейсийн модулиуд
Гадаад төхөөрөмжүүдийг холбох интерфейсийн багц , доороос холбогдсон интерфейсийн модулиудыг ашиглан хэрэгждэг. Нэг терминал руу нэг интерфейсийн модулийг холбож болно. Хэрэглэгчийн даалгавраас хамааран эдгээр нь дижитал эсвэл аналог оролт/гаралт эсвэл цуваа интерфэйс байж болно. Интерфейсийн контактууд нь M12 урсгалтай холболттой битүүмжилсэн холбогчоор хамгаалагдсан.
- — 4 аналог оролт, 4 тоон оролт
- WISE-S615-A - RTD (эсэргүүцлийн температур мэдрэгч) термометрийн 6 суваг
- WISE-S617-A - 6 тоон оролт, 2 RS-232/485 цуваа интерфэйс
Wzzard LRPv2 цуврал мэдрэгч
BB цуврал мэдрэгч Эдгээр нь хатуу ширүүн орчинд өгөгдөл цуглуулах зориулалттай, хурдан суулгах зориулалттай LoRaWAN захиалагч төхөөрөмжүүд юм. Тэдгээр нь соронзон суурьтай бөгөөд нэмэлт бэхэлгээгүйгээр металл гадаргуу дээр найдвартай бэхлэгддэг бөгөөд энэ нь олон төхөөрөмжийн сүлжээг хурдан байрлуулах боломжийг олгодог. Хажуу талд байрлах битүүмжилсэн интерфэйс холбогч нь гадаад захын төхөөрөмж болон мэдрэгчийг холбох зориулалттай.
Технические характеристики
- LoRaWAN 868/915/923MHz бүх давтамжийн мужид ажиллах
- Металл гадаргуу дээр соронзон бэхэлгээ
- Интерфейс RS485 (Modbus), 4 аналог оролт, 2 дижитал гаралт, 1 дижитал гаралт
- Интерфэйсийн кабелийн битүүмжилсэн холболт
- 2 AA лити батерей, нарны зай эсвэл 9~36V цахилгаан тэжээлээр тэжээгддэг.
- Хамгаалалтын анги IP66
- -40 ~ 75 ° C температурт ажиллах
LoRaWAN үндсэн станцууд
Advantech нь хувийн LoRaWAN сүлжээг ашиглахад зориулагдсан бүх төрлийн төхөөрөмжийг санал болгодог. Гарцын цуврал зэрэг захиалагчийн төхөөрөмжүүдийг холбоход ашигладаг и , мөн програмын сервер рүү өгөгдөл дамжуулах. Энэ мөрөнд 100 ба 500 захиалагчтай төхөөрөмжүүдийн нэгэн зэрэг холболтыг дэмждэг загварууд багтсан болно. Уг гарц нь Ethernet-ээр интернетэд холбогдсон бөгөөд суурилуулсан 4G модемтой хувилбарууд бас байдаг. Програмын сервер рүү өгөгдөл дамжуулахад зориулсан MQTT болон Modbus протоколуудыг дэмждэг.
Технические характеристики
- Бүх LoRaWAN хамтлагуудыг дэмждэг
- 100 эсвэл 500 захиалагчтай төхөөрөмжид нэгэн зэрэг үйлчилгээ үзүүлэх
- Ethernet холболт
- Нэмэлт: суурилуулсан LTE модем
- Суурилагдсан VPN сервер/үйлчлүүлэгч
дүгнэлт
LoRaWAN технологи нь үйлдвэрлэлийн шийдлүүдийн дунд олны анхаарлыг зүй ёсоор татаж байгаа бөгөөд өнөөдөр бизнесийн олон асуудлыг үр дүнтэй шийдэж чадна. Гэхдээ ихэнх хэрэглэгчдийн хувьд LoRaWAN нь бага зэрэг танигдсан, ойлгомжгүй технологи хэвээр байна. Ойрын ирээдүйд энэ нь сонгодог үүрэн холбооны сүлжээ шиг өргөн тархсан бөгөөд энэ нь үйлчлүүлэгчдэд бие даасан интернетийн шийдлүүдийг хялбархан хэрэгжүүлэх боломжийг олгоно гэдэгт бид итгэж байна.
Эх сурвалж: www.habr.com