LoRaWAN ले कसरी आधुनिक इन्टरनेट अफ थिंग्स निर्माण गर्न मद्दत गर्छ

LoRaWAN एउटा प्रविधि हो जसले इन्टरनेट अफ थिंग्स समाधानको क्षेत्रमा द्रुत रूपमा लोकप्रियता पाइरहेको छ। एकै समयमा, धेरै ग्राहकहरूको लागि यो थोरै अध्ययन र विदेशी रहन्छ, त्यसैले त्यहाँ धेरै मिथकहरू र यसको वरिपरि गलत धारणाहरू छन्। 2018 मा, रूसले LoRaWAN फ्रिक्वेन्सीहरूको प्रयोगमा कानूनमा संशोधनहरू अपनायो, जसले इजाजतपत्र बिना यो प्रविधि प्रयोग गर्ने सम्भावनाहरू विस्तार गर्दछ। हामी विश्वास गर्छौं कि वास्तविक व्यापार समस्याहरू समाधान गर्न यो प्रविधि प्रयोग गर्न सुरु गर्न अब उत्तम समय हो।

यस लेखमा हामी LoRaWAN को आधारभूत सिद्धान्तहरू हेर्नेछौं, तपाईंको आफ्नै नेटवर्क निर्माण गर्न र तेस्रो-पक्ष प्रदायकहरू प्रयोग गर्ने विकल्पहरू, र LoRaWAN लाई समर्थन गर्ने हाम्रा उत्पादनहरूको बारेमा पनि कुरा गर्नेछौं।

LoRaWAN के हो

LoRaWAN प्रोटोकलहरूको एक सेट हो जसले लामो दूरीमा सञ्चालन हुने कम-शक्ति, कम-शक्ति यन्त्रहरूको लागि भौतिक र नेटवर्क डेटा स्थानान्तरण तहहरू परिभाषित गर्दछ। संक्षिप्त नाम LoRa को अर्थ लामो दायरा हो, त्यो हो, लामो डेटा प्रसारण दूरी, र WAN (वाइड एरिया नेटवर्क) को मतलब प्रोटोकलले नेटवर्क तहलाई पनि वर्णन गर्दछ।

प्रख्यात GSM/3G/LTE/WiFi ताररहित संचार मापदण्डहरूको विपरीत, LoRaWAN लाई मूल रूपमा एकै साथ धेरै कम पावर ग्राहक उपकरणहरू सेवा गर्न डिजाइन गरिएको थियो। तसर्थ, मुख्य जोड हस्तक्षेप, ऊर्जा दक्षता र दायरा प्रतिरक्षा मा छ। एकै समयमा, अधिकतम डेटा स्थानान्तरण दरहरू प्रति सेकेन्ड मात्र केही किलोबिटहरूमा सीमित छन्।

सेलुलर नेटवर्क जस्तै, LoRaWAN मा ग्राहक उपकरणहरू र आधार स्टेशनहरू छन्। ग्राहक उपकरण र आधार स्टेशन बीच संचार दायरा 10 किलोमिटर पुग्न सक्छ। यस अवस्थामा, ग्राहक उपकरणहरू प्राय: ब्याट्रीद्वारा स्व-संचालित हुन्छन् र धेरैजसो समय ऊर्जा-बचत मोडमा हुन्छन्, कहिलेकाहीँ सर्भरसँग छोटो-अवधि डेटा आदानप्रदानको लागि उठ्छन्। उदाहरणका लागि, पानी मिटरहरू हरेक केही दिनमा एक पटक उठ्न सक्छन् र सर्भरमा खपत भएको पानीको हालको मूल्यलाई प्रसारण गर्न सक्छन्, र बाँकी समय निद्रा मोडमा रहन सक्छन्। यो दृष्टिकोणले ब्याट्रीहरू प्रतिस्थापन गर्न आवश्यकता बिना धेरै वर्षसम्म काम गर्ने उपकरणहरू प्राप्त गर्न सम्भव बनाउँछ। LoRaWAN डिभाइसहरूको काम बेस स्टेशनबाट आवश्यक डाटा जतिसक्दो चाँडो ट्रान्समिट/प्राप्त गर्नु र अन्य यन्त्रहरूका लागि एयरवेभहरू खाली गर्नु हो, त्यसैले नेटवर्कमा हावामा ओगटेको समयको लागि कडा नियमहरू छन्। यन्त्रहरूले बेस स्टेसनबाट पुष्टिकरण प्राप्त गरेपछि मात्र डाटा प्रसारण गर्दछ, यसले तपाईंलाई सर्भर साइडमा एयरवेभहरूमा लोड नियन्त्रण गर्न र समयसँगै डाटा एक्सचेन्ज सत्रहरू समान रूपमा वितरण गर्न अनुमति दिन्छ।

LoRa मानकले भौतिक तह, 433 मेगाहर्ट्ज, युरोपमा 868 मेगाहर्ट्ज, अष्ट्रेलिया/अमेरिका र 915 मेगाहर्ट्ज एशिया र 923 मेगाहर्ट्ज फ्रिक्वेन्सी दायराहरूमा सिग्नल मोडुलेशन वर्णन गर्दछ। रूस मा, LoRaWAN 868 MHz ब्यान्ड प्रयोग गर्दछ।

LoRaWAN कसरी काम गर्दछ

LoRaWAN ले इजाजत नभएको दायरामा सञ्चालन गरेको हुनाले, यसले बेस स्टेशनहरूसँग आफ्नै नेटवर्कको प्रयोगलाई धेरै सरल बनाउँछ, यस्तो अवस्थामा टेलिकम अपरेटरहरूमा भर पर्नु पर्दैन। तपाइँको आफ्नै सञ्जाल तैनाती को अतिरिक्त, तपाइँ अवस्थित अपरेटरहरु को नेटवर्क को उपयोग गर्न सक्नुहुन्छ। LoRaWAN प्रदायकहरू पहिले नै विश्वभर अवस्थित छन् र हालै रूसमा देखा पर्न थालेका छन्, उदाहरणका लागि अपरेटर Er-Telecom पहिले नै जडान प्रदान गर्दछ धेरै शहरहरूमा तपाईंको LoRaWAN नेटवर्कमा।

रूसमा, LoRaWAN सामान्यतया दायरा 866-869 MHz मा सञ्चालन गर्दछ, एक ग्राहक उपकरण द्वारा कब्जा अधिकतम च्यानल चौडाई 125 kHz छ। LoRaWAN प्रोटोकल मार्फत डाटा एक्सचेन्ज हब्रा प्रयोगकर्ता रुस्लान द्वारा रेकर्ड गरिएको स्पेक्ट्रोग्राममा जस्तो देखिन्छ। Ufa बाट इलेक्ट्रिक SDR को सहयोगमा Nadyrshin।

रूसमा, 2018 देखि, कानूनहरूमा संशोधनहरू अपनाइएका छन् जसले 868 मेगाहर्ट्ज फ्रिक्वेन्सीहरूको प्रयोगमा प्रतिबन्धहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्दछ। तपाईं रूसमा LoRaWAN फ्रिक्वेन्सीहरू विनियमित गर्ने नयाँ विधायी मापदण्डहरूको बारेमा विस्तृत रूपमा पढ्न सक्नुहुन्छ। यस लेखमा.

बाजोवाया स्टान्सिया - LoRaWAN मापदण्डको शब्दावलीमा गेटवे वा हब भनिन्छ। उद्देश्यको सर्तमा, यो यन्त्र परम्परागत मोबाइल सेलुलर नेटवर्कहरूको आधार स्टेशनहरू जस्तै छ: अन्त यन्त्रहरू यसमा जडान हुन्छन् र डेटा प्रसारणको लागि च्यानलहरू, पावर, र समय स्लटहरू चयन गर्नका लागि यसको निर्देशनहरू पालना गर्नुहोस्। आधार स्टेशनहरू एक केन्द्रीकृत सफ्टवेयर सर्भरमा जडान भएका छन्, जसमा सम्पूर्ण नेटवर्कको स्थितिमा पहुँच छ, फ्रिक्वेन्सी योजना आदिसँग सम्बन्धित छ।
सामान्यतया, LoRaWAN आधार स्टेशनहरू स्थिर शक्तिमा जडान हुन्छन् र स्थिर इन्टरनेट पहुँच छ। Advantech ले LoRaWAN शृङ्खलाका आधार स्टेशनहरूको धेरै मोडेलहरू प्रदान गर्दछ बुद्धि-6610१० 100 र 500 ग्राहक उपकरणहरूको क्षमता, र इथरनेट र LTE मार्फत इन्टरनेटमा जडान गर्ने क्षमताको साथ।

सदस्य उपकरण - कम-शक्ति ग्राहक उपकरण, सामान्यतया स्व-संचालित। अधिकांश समय यो निद्रा ऊर्जा बचत मोड मा हुन्छ। डाटा ट्रान्समिट / प्राप्त गर्नको लागि टाढाको अनुप्रयोग सर्भरसँग अन्तर्क्रिया गर्दछ। आधार स्टेशन र एप्लिकेसन सर्भरमा प्रमाणीकरणका लागि गुप्तिकरण कुञ्जीहरू भण्डार गर्दछ। धेरै आधार स्टेशनहरूको कभरेज क्षेत्र भित्र हुन सक्छ। बेस स्टेशनबाट प्राप्त हावामा काम गर्ने नियमहरूलाई कडाईका साथ पालना गर्दछ। यन्त्रहरू Advantech बुद्धि-4610१० विभिन्न एनालग र डिजिटल इनपुट/आउटपुट इन्टरफेसहरू र RS-485/232 सिरियल इन्टरफेसहरू सहित, मोड्युलर I/O टर्मिनलहरू हुन्।

ग्राहकले आफ्नै LoRaWAN आधार स्टेशनहरू प्रयोग गर्न वा तेस्रो-पक्ष अपरेटरहरूको अवस्थित नेटवर्कहरू प्रयोग गर्न सक्छन्।

सार्वजनिक LoRaWAN नेटवर्क

यस वास्तुकलामा, यन्त्रहरू तेस्रो-पक्ष अपरेटरको सार्वजनिक नेटवर्कमा जडान हुन्छन्। ग्राहकले केवल ग्राहक उपकरणहरू खरिद गर्न र प्रदायकसँग सम्झौता गर्न र नेटवर्क पहुँच गर्न कुञ्जीहरू प्राप्त गर्न आवश्यक छ। एकै समयमा, ग्राहक पूर्ण रूपमा अपरेटरको कभरेजमा निर्भर छ।
ध्यान राख्नुहोस् कि सार्वजनिक LoRaWAN नेटवर्कमा यन्त्रले कब्जा गर्न सक्ने एयरटाइममा कडा प्रतिबन्धहरू हुन सक्छ, त्यसैले धेरै बारम्बार डेटा आदानप्रदान आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि, त्यस्ता नेटवर्कहरू उपयुक्त नहुन सक्छन्।
डाटा पठाउनु अघि, यन्त्रले प्रसारण गर्न अनुमति अनुरोध गर्दछ, र यदि आधार स्टेशनले पुष्टिकरणको साथ प्रतिक्रिया दिन्छ भने, विनिमय हुनेछ।

तेस्रो-पक्ष LoRaWAN नेटवर्क प्रयोग गर्दा, ग्राहकले अरू कसैको आधार स्टेशन पूर्वाधार प्रयोग गर्दछ र प्रदायकको कभरेज र यसको डेटा स्थानान्तरण प्रतिबन्धहरूमा निर्भर गर्दछ।

यो दृष्टिकोण सुविधाजनक छ, उदाहरणका लागि, जब आवश्यक पूर्वाधार पहिले नै अवस्थित छ शहरी क्षेत्रहरूमा ग्राहक उपकरणहरू प्रतिस्थापन गर्दा। उदाहरणका लागि, आवासीय भवनहरूमा सेन्सरहरू स्थापना गर्न र प्रसारित डाटाको सानो मात्राको साथ, बिजुली मिटर वा पानी खपतबाट डाटा सङ्कलन गर्न। त्यस्ता उपकरणहरूले प्रत्येक केही दिनमा एक पटक डाटा पठाउन सक्छन्।

निजी LoRaWAN नेटवर्क

एक निजी नेटवर्क तैनाती गर्दा, ग्राहकले स्वतन्त्र रूपमा बेस स्टेशनहरू स्थापना गर्दछ र कभरेज योजनाहरू। यो दृष्टिकोण सुविधाजनक छ जब तपाईंलाई नेटवर्कमा पूर्ण नियन्त्रण चाहिन्छ, वा साइटहरूमा जहाँ अपरेटर कभरेज अवस्थित छैन।

निजी नेटवर्कमा, ग्राहकको पूर्वाधारमा पूर्ण नियन्त्रण हुन्छ

यस वास्तुकलामा, ग्राहकले बेस स्टेशनहरू प्रयोग गर्न उपकरणहरूमा एक-पटक लगानी गर्छ र अब सेवाहरू र तेस्रो-पक्ष अपरेटरहरूमा निर्भर हुँदैन। यो विकल्प टाढाको कृषि साइटहरू, उत्पादन सुविधाहरू, आदिमा नेटवर्क निर्माणको लागि उपयुक्त छ। तपाईंको आफ्नै नेटवर्क भएकोले अवस्थित पूर्वाधार मापन गर्न, कभरेज बढाउन, ग्राहक उपकरणहरूको संख्या र प्रसारित डाटाको मात्रा बढाउन सजिलो बनाउँछ।

ग्राहक I/O टर्मिनलहरू बुद्धि-4610१०

Технические характеристики

• सबै विश्वव्यापी LoRaWAN फ्रिक्वेन्सी ब्यान्डहरूको लागि संस्करणहरू
• आधार संग संचार दायरा 5 किमी सम्म
• जडानको लागि विस्तार मोड्युलहरू परिधीय उपकरणहरू
• भित्र निर्मित 4000mAh ब्याट्री
• GPS मोड्युल (ग्यालिलियो/बेइडाउ/ग्लोनास)
• IP65 सुरक्षा
• USB प्रोग्रामिङ

श्रृंखला उपकरणहरू बुद्धि-4610१० LoRaWAN नेटवर्कमा विभिन्न परिधीय उपकरणहरू जडान गर्नका लागि मोड्युलर टर्मिनलहरू हुन्। तिनीहरूको मद्दतले, तपाईंले थर्मोमिटरहरू, हाइग्रोमिटरहरू, ब्यारोमिटरहरू, एक्सेलेरोमिटरहरू, आदि जस्ता कुनै पनि डिजिटल र एनालग सेन्सरहरूबाट डेटा सङ्कलन गर्न सक्नुहुन्छ, र RS-232/485 इन्टरफेसहरू मार्फत अन्य उपकरणहरू नियन्त्रण गर्न सक्नुहुन्छ। यसमा बिल्ट-इन 4000mA ब्याट्री छ, जसले छ महिनासम्म स्वायत्त रूपमा सञ्चालन गर्न सक्छ। ब्याट्री चार्ज गर्न सौर्य प्यानलहरूसँग एकीकृत हुन्छ। बिल्ट-इन GPS रिसीभरले तपाईंलाई उपकरणको स्थान सही रूपमा निर्धारण गर्न अनुमति दिन्छ, जसले लेखा र स्थापनालाई सरल बनाउँछ: यन्त्रहरू पहिले डाटाबेस प्रविष्ट नगरी माउन्ट गर्न सकिन्छ, र स्थापना पछि तिनीहरू प्राप्त निर्देशांकहरूमा आधारित वस्तुमा स्वचालित रूपमा लिङ्क हुन्छन्।

प्रोग्रामिङ र कन्फिगरेसन नियमित USB इन्टरफेस मार्फत गरिन्छ र थप नियन्त्रकहरू र प्रोग्रामरहरू आवश्यक पर्दैन, त्यसैले यो ल्यापटप प्रयोग गरेर साइटमा गर्न सकिन्छ।

इन्टरफेस मोड्युलहरू

बाह्य उपकरणहरू जडान गर्न इन्टरफेसहरूको सेट बुद्धि-4610१०, तलबाट जडान गरिएका इन्टरफेस मोड्युलहरू प्रयोग गरी लागू गरिएको छ। एउटा टर्मिनलमा बुद्धि-4610१० एउटा इन्टरफेस मोड्युल जडान गर्न सकिन्छ। ग्राहकका कार्यहरूमा निर्भर गर्दै, यी डिजिटल वा एनालग इनपुटहरू/आउटपुटहरू, वा सिरियल इन्टरफेसहरू हुन सक्छन्। इन्टरफेस सम्पर्कहरू M12 थ्रेडेड जडानको साथ सिल गरिएको कनेक्टरद्वारा सुरक्षित छन्।

• WISE-S614-A - 4 एनालग इनपुटहरू र 4 डिजिटल इनपुटहरू
• WISE-S615-A - RTD (रेजिस्टेन्स टेम्परेचर डिटेक्टर) थर्मोमिटरका लागि ६ च्यानलहरू
• WISE-S617-A - 6 डिजिटल इनपुटहरू, 2 RS-232/485 सिरियल इन्टरफेसहरू

Wzzard LRPv2 श्रृंखला सेन्सर

BB श्रृंखला सेन्सरहरू Wzzard LRPv2 यी LoRaWAN सब्सक्राइबर उपकरणहरू कठोर वातावरणमा डाटा सङ्कलनका लागि डिजाइन गरिएका र द्रुत स्थापनाका लागि डिजाइन गरिएका हुन्। तिनीहरूसँग चुम्बकीय आधार छ र सुरक्षित रूपमा धातुको सतहहरूमा अतिरिक्त फास्टनरहरू बिना जोड्न सकिन्छ, जसले तपाईंलाई धेरै यन्त्रहरूको नेटवर्कलाई द्रुत रूपमा तैनात गर्न अनुमति दिन्छ। छेउमा अवस्थित सिल गरिएको इन्टरफेस कनेक्टर, बाह्य परिधीय उपकरणहरू र सेन्सरहरू जडान गर्न डिजाइन गरिएको हो।

Технические характеристики

• LoRaWAN 868/915/923MHz सबै फ्रिक्वेन्सी दायराहरूमा सञ्चालन
• धातु सतह मा चुम्बकीय माउन्ट
• इन्टरफेस RS485 (Modbus), 4 एनालग इनपुट, 2 डिजिटल आउटपुट, 1 डिजिटल आउटपुट
• इन्टरफेस केबल को सील जडान
• 2 AA लिथियम ब्याट्री, सौर प्यानल वा 9 ~ 36V पावर सप्लाई द्वारा संचालित
• सुरक्षा वर्ग IP66
• तापमान -40 ~ 75 डिग्री सेल्सियस मा सञ्चालन

LoRaWAN आधार स्टेशनहरू बुद्धि-6610१०

Advantech ले निजी LoRaWAN नेटवर्क प्रयोग गर्नका लागि यन्त्रहरूको पूर्ण दायरा प्रदान गर्दछ। गेटवे श्रृंखला बुद्धि-6610१० सदस्य उपकरणहरू जडान गर्न प्रयोग गरिन्छ, जस्तै बुद्धि-4610१० и Wzzard LRPv2, र अनुप्रयोग सर्भरमा डाटा प्रसारण। लाइनले मोडेलहरू समावेश गर्दछ जुन 100 र 500 ग्राहक उपकरणहरूको एक साथ जडानलाई समर्थन गर्दछ। गेटवे इथरनेट मार्फत इन्टरनेटमा जोडिएको छ; निर्मित 4G मोडेमको साथ संस्करणहरू पनि उपलब्ध छन्। अनुप्रयोग सर्भरमा डाटा स्थानान्तरणको लागि MQTT र Modbus प्रोटोकलहरूलाई समर्थन गर्दछ।

Технические характеристики

• सबै LoRaWAN ब्यान्ड समर्थन गर्दछ
• 100 वा 500 ग्राहक उपकरणहरूको एक साथ सेवा
• इथरनेट जडान
• वैकल्पिक: निर्मित LTE मोडेम
• बिल्ट-इन VPN सर्भर/क्लायन्ट

निष्कर्षमा

LoRaWAN टेक्नोलोजीले औद्योगिक समाधानहरूमा धेरै ध्यान आकर्षित गरेको छ, र आज यसले धेरै व्यवसायिक समस्याहरूलाई प्रभावकारी रूपमा समाधान गर्न सक्छ। तर धेरैजसो ग्राहकहरूको लागि, LoRaWAN अझै पनि थोरै ज्ञात र बुझ्न नसकिने प्रविधि रहेको छ। हामी विश्वास गर्छौं कि निकट भविष्यमा यो क्लासिक सेलुलर नेटवर्कहरू जस्तै व्यापक हुनेछ, जसले हाम्रा ग्राहकहरूलाई अझ सजिलैसँग चीजहरूको स्वायत्त इन्टरनेटको समाधानहरू लागू गर्न अनुमति दिनेछ।

स्रोत: www.habr.com