LoRaWAN गोष्टींचे आधुनिक इंटरनेट तयार करण्यात कशी मदत करते

LoRaWAN हे एक तंत्रज्ञान आहे जे इंटरनेट ऑफ थिंग्ज सोल्यूशन्सच्या क्षेत्रात झपाट्याने लोकप्रिय होत आहे. त्याच वेळी, बर्‍याच क्लायंटसाठी ते थोडे अभ्यासलेले आणि विदेशी राहिले आहे, म्हणूनच त्याभोवती अनेक मिथक आणि गैरसमज आहेत. 2018 मध्ये, रशियाने LoRaWAN फ्रिक्वेन्सीच्या वापरावरील कायद्यात सुधारणा स्वीकारल्या, ज्यामुळे परवान्याशिवाय हे तंत्रज्ञान वापरण्याची शक्यता वाढते. आमचा विश्वास आहे की वास्तविक व्यावसायिक समस्या सोडवण्यासाठी या तंत्रज्ञानाचा वापर सुरू करण्याची हीच सर्वोत्तम वेळ आहे.

या लेखात आम्ही LoRaWAN ची मूलभूत तत्त्वे, तुमचे स्वतःचे नेटवर्क तयार करण्यासाठी आणि तृतीय-पक्ष प्रदाते वापरण्याचे पर्याय पाहू आणि LoRaWAN चे समर्थन करणार्‍या आमच्या उत्पादनांबद्दल देखील बोलू.

लोरावन म्हणजे काय

LoRaWAN हा प्रोटोकॉलचा एक संच आहे जो कमी-पॉवर, कमी-शक्तीच्या उपकरणांसाठी भौतिक आणि नेटवर्क डेटा ट्रान्सफर स्तर परिभाषित करतो जे लांब अंतरावर कार्यरत असतात. LoRa चा संक्षेप म्हणजे लाँग रेंज, म्हणजेच लांब डेटा ट्रान्समिशन अंतर आणि WAN (वाइड एरिया नेटवर्क) म्हणजे प्रोटोकॉल नेटवर्क लेयरचे देखील वर्णन करते.

सुप्रसिद्ध GSM/3G/LTE/WiFi वायरलेस कम्युनिकेशन मानकांच्या विपरीत, LoRaWAN मूळतः एकाच वेळी मोठ्या संख्येने कमी-पॉवर ग्राहक उपकरणे सेवा देण्यासाठी डिझाइन केले होते. म्हणून, हस्तक्षेप, ऊर्जा कार्यक्षमता आणि श्रेणीची प्रतिकारशक्ती यावर मुख्य भर आहे. त्याच वेळी, कमाल डेटा हस्तांतरण दर प्रति सेकंद फक्त काही किलोबिटपर्यंत मर्यादित आहेत.

सेल्युलर नेटवर्क प्रमाणे, LoRaWAN चे ग्राहक उपकरणे आणि बेस स्टेशन आहेत. सबस्क्राइबर डिव्हाइस आणि बेस स्टेशन यांच्यातील संप्रेषण श्रेणी 10 किमीपर्यंत पोहोचू शकते. या प्रकरणात, ग्राहक उपकरणे सहसा बॅटरीद्वारे स्वयं-संचालित असतात आणि बहुतेक वेळ ऊर्जा-बचत मोडमध्ये असतात, सर्व्हरसह अल्पकालीन डेटा एक्सचेंजसाठी अधूनमधून जागृत होतात. उदाहरणार्थ, पाण्याचे मीटर दर काही दिवसांनी एकदा उठू शकतात आणि वापरलेल्या पाण्याचे वर्तमान मूल्य सर्व्हरवर प्रसारित करू शकतात आणि उर्वरित वेळ स्लीप मोडमध्ये राहू शकतात. या दृष्टिकोनामुळे बॅटरी बदलण्याची गरज न पडता अनेक वर्षे चालणारी उपकरणे मिळवणे शक्य होते. LoRaWAN डिव्हाइसेसचे कार्य बेस स्टेशनवरून आवश्यक डेटा शक्य तितक्या लवकर प्रसारित करणे / प्राप्त करणे आणि इतर उपकरणांसाठी एअरवेव्ह मोकळे करणे हे आहे, त्यामुळे नेटवर्कमध्ये हवेवर व्यापलेल्या वेळेसाठी कठोर नियम आहेत. बेस स्टेशनकडून पुष्टीकरण मिळाल्यानंतरच डिव्हाइसेस डेटा प्रसारित करतात, हे आपल्याला सर्व्हरच्या बाजूच्या एअरवेव्हवरील भार नियंत्रित करण्यास आणि कालांतराने डेटा एक्सचेंज सत्रांचे समान वितरण करण्यास अनुमती देते.

LoRa मानक भौतिक स्तर, 433 MHz वारंवारता श्रेणीतील सिग्नल मॉड्युलेशन, युरोपमध्ये 868 MHz, 915 MHz ऑस्ट्रेलिया/अमेरिका आणि 923 MHz आशियाचे वर्णन करते. रशियामध्ये, LoRaWAN 868 MHz बँड वापरते.

LoRaWAN कसे कार्य करते

LoRaWAN विनापरवाना श्रेणीमध्ये कार्यरत असल्याने, ते बेस स्टेशनसह स्वतःचे नेटवर्क तैनात करणे मोठ्या प्रमाणात सुलभ करते, अशा परिस्थितीत दूरसंचार ऑपरेटरवर अवलंबून राहण्याची आवश्यकता नाही. आपले स्वतःचे नेटवर्क तैनात करण्याव्यतिरिक्त, आपण विद्यमान ऑपरेटरचे नेटवर्क वापरू शकता. LoRaWAN प्रदाते आधीपासूनच जगभरात अस्तित्वात आहेत आणि अलीकडेच रशियामध्ये दिसू लागले आहेत, उदाहरणार्थ ऑपरेटर Er-Telecom आधीच कनेक्शन ऑफर करते अनेक शहरांमधील तुमच्या LoRaWAN नेटवर्कवर.

रशियामध्ये, LoRaWAN सामान्यत: 866-869 मेगाहर्ट्झ श्रेणीमध्ये कार्य करते, एका ग्राहक उपकरणाद्वारे व्यापलेली कमाल चॅनेल रुंदी 125 kHz आहे. हाब्रा वापरकर्ता रुस्लानने रेकॉर्ड केलेल्या स्पेक्ट्रोग्रामवर LoRaWAN प्रोटोकॉलद्वारे डेटा एक्सचेंज असे दिसते Ufa पासून इलेक्ट्रिक SDR च्या मदतीने Nadyrshin.

रशियामध्ये, 2018 पासून, कायद्यांमध्ये सुधारणा स्वीकारल्या गेल्या आहेत ज्यामुळे 868 मेगाहर्ट्झ फ्रिक्वेन्सीच्या वापरावरील निर्बंध लक्षणीयरीत्या कमी होतात. रशियामधील LoRaWAN फ्रिक्वेन्सीचे नियमन करणार्‍या नवीन कायदेविषयक नियमांबद्दल तुम्ही तपशीलवार वाचू शकता या लेखात.

बेस स्टेशन - LoRaWAN मानकांच्या परिभाषेत गेटवे किंवा हब म्हणतात. उद्देशाच्या दृष्टीने, हे उपकरण पारंपारिक मोबाइल सेल्युलर नेटवर्कच्या बेस स्टेशनसारखेच आहे: अंतिम डिव्हाइसेस त्यास कनेक्ट करतात आणि डेटा ट्रान्समिशनसाठी चॅनेल, पॉवर आणि टाइम स्लॉट निवडण्यासाठी त्याच्या सूचनांचे अनुसरण करतात. बेस स्टेशन केंद्रीकृत सॉफ्टवेअर सर्व्हरशी जोडलेले असतात, ज्याला संपूर्ण नेटवर्कच्या स्थितीत प्रवेश असतो, वारंवारता नियोजन इ.
सामान्यतः, LoRaWAN बेस स्टेशन स्थिर उर्जेशी जोडलेले असतात आणि त्यांना स्थिर इंटरनेट प्रवेश असतो. Advantech LoRaWAN सीरीज बेस स्टेशनचे अनेक मॉडेल ऑफर करते WISE-6610 100 आणि 500 ​​ग्राहक उपकरणांच्या क्षमतेसह, आणि इथरनेट आणि LTE द्वारे इंटरनेटशी कनेक्ट करण्याची क्षमता.

सदस्य डिव्हाइस - एक कमी-पॉवर क्लायंट डिव्हाइस, सामान्यतः स्वयं-चालित. बहुतेक वेळा ते स्लीप एनर्जी सेव्हिंग मोडमध्ये असते. डेटा प्रसारित/प्राप्त करण्यासाठी रिमोट ऍप्लिकेशन सर्व्हरशी संवाद साधतो. बेस स्टेशन आणि अॅप्लिकेशन सर्व्हरवर प्रमाणीकरणासाठी एन्क्रिप्शन की स्टोअर करते. अनेक बेस स्टेशनच्या कव्हरेज क्षेत्रामध्ये असू शकते. बेस स्टेशनवरून मिळालेल्या हवेवर काम करण्याच्या नियमांचे कठोरपणे पालन करते. उपकरणे Advantech WISE-4610 मॉड्यूलर I/O टर्मिनल्स आहेत, विविध अॅनालॉग आणि डिजिटल इनपुट/आउटपुट इंटरफेस आणि RS-485/232 सीरियल इंटरफेससह.

ग्राहक त्यांचे स्वतःचे LoRaWAN बेस स्टेशन तैनात करू शकतात किंवा तृतीय-पक्ष ऑपरेटरचे विद्यमान नेटवर्क वापरू शकतात

सार्वजनिक LoRaWAN नेटवर्क

या आर्किटेक्चरमध्ये, डिव्हाइसेस तृतीय-पक्ष ऑपरेटरच्या सार्वजनिक नेटवर्कशी कनेक्ट केलेले आहेत. क्लायंटला फक्त सबस्क्राइबर उपकरणे खरेदी करणे आणि प्रदात्याशी करार करणे आणि नेटवर्कमध्ये प्रवेश करण्यासाठी की प्राप्त करणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, क्लायंट ऑपरेटरच्या कव्हरेजवर पूर्णपणे अवलंबून असतो.
लक्षात ठेवा की सार्वजनिक LoRaWAN नेटवर्कमध्ये डिव्हाइस व्यापू शकणार्‍या एअरटाइमवर कठोर निर्बंध असू शकतात, म्हणून ज्या अनुप्रयोगांना अधिक वारंवार डेटा एक्सचेंज आवश्यक आहे, अशा नेटवर्क्ससाठी योग्य नसू शकतात.
डेटा पाठवण्यापूर्वी, डिव्हाइस प्रसारित करण्यासाठी परवानगीची विनंती करते आणि जर बेस स्टेशनने पुष्टीकरणासह प्रतिसाद दिला तरच एक्सचेंज होईल.

तृतीय-पक्ष LoRaWAN नेटवर्क वापरताना, क्लायंट दुसर्‍या कोणाच्या तरी बेस स्टेशनची पायाभूत सुविधा वापरतो आणि प्रदात्याच्या कव्हरेजवर आणि त्याच्या डेटा ट्रान्सफर निर्बंधांवर अवलंबून असतो.

हा दृष्टीकोन सोयीस्कर आहे, उदाहरणार्थ, आवश्यक पायाभूत सुविधा आधीच अस्तित्वात असलेल्या शहरी भागात ग्राहक उपकरणे बदलताना. उदाहरणार्थ, निवासी इमारतींमध्ये सेन्सर स्थापित करण्यासाठी आणि थोड्या प्रमाणात प्रसारित डेटासह, वीज मीटर किंवा पाण्याच्या वापरातून डेटा गोळा करण्यासाठी. अशी उपकरणे दर काही दिवसांनी एकदा डेटा पाठवू शकतात.

खाजगी LoRaWAN नेटवर्क

खाजगी नेटवर्क तैनात करताना, ग्राहक स्वतंत्रपणे बेस स्टेशन स्थापित करतो आणि कव्हरेजची योजना करतो. जेव्हा तुम्हाला नेटवर्कवर किंवा ऑपरेटर कव्हरेज अस्तित्वात नसलेल्या साइटवर पूर्ण नियंत्रण हवे असते तेव्हा हा दृष्टीकोन सोयीस्कर असतो.

खाजगी नेटवर्कमध्ये, ग्राहकाचे पायाभूत सुविधांवर पूर्ण नियंत्रण असते

या आर्किटेक्चरमध्ये, ग्राहक बेस स्टेशन्स तैनात करण्यासाठी उपकरणांमध्ये एक-वेळ गुंतवणूक करतो आणि यापुढे सेवा आणि तृतीय-पक्ष ऑपरेटरवर अवलंबून नाही. हा पर्याय दूरस्थ कृषी साइट्स, उत्पादन सुविधा इत्यादींवर नेटवर्क तयार करण्यासाठी योग्य आहे. तुमचे स्वतःचे नेटवर्क असल्‍याने विद्यमान पायाभूत सुविधा, कव्हरेज वाढवणे, सबस्क्राइबर डिव्‍हाइसेसची संख्‍या आणि प्रसारित डेटाची मात्रा वाढवणे सोपे होते.

सदस्य I/O टर्मिनल्स WISE-4610

Технические характеристики

• सर्व जागतिक LoRaWAN वारंवारता बँडसाठी आवृत्त्या
• बेससह संप्रेषण श्रेणी 5 किमी पर्यंत
• कनेक्शनसाठी विस्तार मॉड्यूल परिधीय उपकरणे
• अंगभूत 4000mAh बॅटरी
• जीपीएस मॉड्यूल (गॅलिलिओ/बीडौ/ग्लोनास)
• IP65 संरक्षण
• यूएसबी प्रोग्रामिंग

मालिका उपकरणे WISE-4610 LoRaWAN नेटवर्कशी विविध परिधीय उपकरणे जोडण्यासाठी मॉड्यूलर टर्मिनल आहेत. त्यांच्या मदतीने, तुम्ही थर्मामीटर, हायग्रोमीटर, बॅरोमीटर, एक्सेलेरोमीटर इत्यादीसारख्या कोणत्याही डिजिटल आणि अॅनालॉग सेन्सरवरून डेटा संकलित करू शकता आणि RS-232/485 इंटरफेसद्वारे इतर डिव्हाइस नियंत्रित करू शकता. यात अंगभूत 4000mA बॅटरी आहे, जी सहा महिन्यांपर्यंत स्वायत्तपणे कार्य करू शकते. बॅटरी चार्ज करण्यासाठी सौर पॅनेलसह एकत्रित होते. बिल्ट-इन जीपीएस रिसीव्हर आपल्याला डिव्हाइसचे स्थान अचूकपणे निर्धारित करण्यास अनुमती देतो, जे अकाउंटिंग आणि स्थापना सुलभ करते: प्रथम डेटाबेसमध्ये प्रवेश न करता डिव्हाइसेस माउंट केले जाऊ शकतात आणि स्थापनेनंतर ते प्राप्त झालेल्या निर्देशांकांच्या आधारावर स्वयंचलितपणे ऑब्जेक्टशी जोडले जातात.

प्रोग्रामिंग आणि कॉन्फिगरेशन नियमित यूएसबी इंटरफेसद्वारे केले जाते आणि अतिरिक्त नियंत्रक आणि प्रोग्रामरची आवश्यकता नसते, म्हणून ते लॅपटॉप वापरून साइटवर केले जाऊ शकते.

इंटरफेस मॉड्यूल्स

बाह्य उपकरणांना कनेक्ट करण्यासाठी इंटरफेसचा संच WISE-4610, खालील पासून कनेक्ट केलेले इंटरफेस मॉड्यूल वापरून लागू केले जाते. एका टर्मिनलला WISE-4610 एक इंटरफेस मॉड्यूल कनेक्ट केले जाऊ शकते. ग्राहकाच्या कार्यांवर अवलंबून, हे डिजिटल किंवा अॅनालॉग इनपुट/आउटपुट किंवा सीरियल इंटरफेस असू शकतात. इंटरफेस संपर्क M12 थ्रेडेड कनेक्शनसह सीलबंद कनेक्टरद्वारे संरक्षित केले जातात.

• WISE-S614-A — 4 अॅनालॉग इनपुट आणि 4 डिजिटल इनपुट
• WISE-S615-A - RTD (रेझिस्टन्स टेम्परेचर डिटेक्टर) थर्मामीटरसाठी 6 चॅनेल
• WISE-S617-A - 6 डिजिटल इनपुट, 2 RS-232/485 सिरीयल इंटरफेस

Wzzard LRPv2 मालिका सेन्सर

बीबी मालिका सेन्सर Wzzard LRPv2 ही LoRaWAN सबस्क्राइबर उपकरणे आहेत जी कठोर वातावरणात डेटा संकलनासाठी डिझाइन केलेली आहेत आणि त्वरित स्थापनेसाठी डिझाइन केलेली आहेत. त्यांच्याकडे चुंबकीय आधार आहे आणि अतिरिक्त फास्टनर्सशिवाय धातूच्या पृष्ठभागावर सुरक्षितपणे संलग्न केले जाऊ शकते, जे आपल्याला बर्‍याच उपकरणांचे नेटवर्क द्रुतपणे तैनात करण्यास अनुमती देते. बाजूला स्थित सीलबंद इंटरफेस कनेक्टर, बाह्य परिधीय उपकरणे आणि सेन्सर कनेक्ट करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.

Технические характеристики

• LoRaWAN 868/915/923MHz सर्व वारंवारता श्रेणींमध्ये ऑपरेशन
• धातूच्या पृष्ठभागावर चुंबकीय माउंट
• इंटरफेस RS485 (मॉडबस), 4 अॅनालॉग इनपुट, 2 डिजिटल आउटपुट, 1 डिजिटल आउटपुट
• इंटरफेस केबलचे सीलबंद कनेक्शन
• 2 AA लिथियम बॅटरी, सौर पॅनेल किंवा 9~36V वीज पुरवठ्याद्वारे समर्थित
• IP66 संरक्षण वर्ग
• तापमान -40 ~ 75°C वर ऑपरेशन

लोरावन बेस स्टेशन WISE-6610

Advantech खाजगी LoRaWAN नेटवर्क तैनात करण्यासाठी उपकरणांची संपूर्ण श्रेणी ऑफर करते. गेटवे मालिका WISE-6610 सदस्य उपकरणे कनेक्ट करण्यासाठी वापरली जातात, जसे की WISE-4610 и Wzzard LRPv2, आणि अनुप्रयोग सर्व्हरवर डेटा प्रसारित करणे. लाइनमध्ये मॉडेल समाविष्ट आहेत जे 100 आणि 500 ​​ग्राहक उपकरणांच्या एकाचवेळी कनेक्शनला समर्थन देतात. गेटवे इथरनेटद्वारे इंटरनेटशी कनेक्ट केलेले आहे; अंगभूत 4G मॉडेमसह आवृत्त्या देखील उपलब्ध आहेत. ऍप्लिकेशन सर्व्हरवर डेटा ट्रान्सफर करण्यासाठी MQTT आणि Modbus प्रोटोकॉलला सपोर्ट करते.

Технические характеристики

• सर्व LoRaWAN बँडचे समर्थन करते
• 100 किंवा 500 ग्राहक उपकरणांची एकाचवेळी सेवा
• इथरनेट कनेक्शन
• पर्यायी: अंगभूत LTE मोडेम
• अंगभूत VPN सर्व्हर/क्लायंट

निष्कर्ष

LoRaWAN तंत्रज्ञान योग्यरित्या औद्योगिक समाधानांमध्ये बरेच लक्ष वेधून घेते आणि आज ते अनेक व्यावसायिक समस्या प्रभावीपणे सोडवू शकते. परंतु बहुतेक ग्राहकांसाठी, LoRaWAN अजूनही थोडेसे ज्ञात आणि न समजणारे तंत्रज्ञान आहे. आमचा विश्वास आहे की नजीकच्या भविष्यात ते क्लासिक सेल्युलर नेटवर्क्सइतकेच व्यापक होईल, जे आमच्या ग्राहकांना स्वायत्त इंटरनेट ऑफ थिंग्ज सोल्यूशन्स अधिक सहजपणे लागू करण्यास अनुमती देईल.

स्त्रोत: www.habr.com