ЛоРаВАН је технологија која брзо добија на популарности у области Интернет оф Тхингс решења. Истовремено, за многе клијенте остаје мало проучен и егзотичан, због чега око њега постоје многи митови и заблуде. Русија је 2018. године усвојила измене и допуне законодавства о коришћењу ЛоРаВАН фреквенција, које проширују могућности коришћења ове технологије без лиценце. Верујемо да је сада најбоље време да почнете да користите ову технологију за решавање стварних пословних проблема.
У овом чланку ћемо погледати основне принципе ЛоРаВАН-а, опције за изградњу сопствене мреже и коришћење провајдера трећих страна, а такође ћемо говорити о нашим производима који подржавају ЛоРаВАН.
Шта је ЛоРаВАН
ЛоРаВАН је скуп протокола који дефинишу физичке и мрежне слојеве за пренос података за уређаје мале снаге и мале снаге који раде на великим удаљеностима. Скраћеница ЛоРа значи Лонг Ранге, односно велике удаљености преноса података, а ВАН (Виде Ареа Нетворк) значи да протокол такође описује слој мреже.
За разлику од добро познатих ГСМ/3Г/ЛТЕ/ВиФи стандарда бежичне комуникације, ЛоРаВАН је првобитно дизајниран да истовремено опслужује огроман број претплатничких уређаја мале снаге. Стога је главни нагласак на отпорности на сметње, енергетској ефикасности и домету. Истовремено, максималне брзине преноса података су ограничене на само неколико килобита у секунди.
Као и мобилна мрежа, ЛоРаВАН има претплатничке уређаје и базне станице. Домет комуникације између претплатничког уређаја и базне станице може достићи 10 км. У овом случају, претплатнички уређаји се обично сами напајају из батерије и већину времена су у режиму за уштеду енергије, повремено се буди ради краткорочне размене података са сервером. На пример, водомери се могу пробудити једном у неколико дана и пренети тренутну вредност потрошене количине воде на сервер, а остатак времена остати у режиму мировања. Овакав приступ омогућава добијање уређаја који раде и до неколико година без потребе замене батерија. Задатак ЛоРаВАН уређаја је да што брже пренесу/приме потребне податке са базне станице и ослободе таласе за друге уређаје, тако да мрежа има строга правила за време које је заузето у етру. Уређаји емитују податке тек након што добију потврду од базне станице, што вам омогућава да контролишете оптерећење на таласима на страни сервера и равномерно распоређујете сесије размене података током времена.
Стандард ЛоРа описује физички слој, модулацију сигнала у фреквентним опсезима 433 МХз, 868 МХз у Европи, 915 МХз у Аустралији/Америци и 923 МХз у Азији. У Русији, ЛоРаВАН користи опсег од 868 МХз.
Како функционише ЛоРаВАН
Пошто ЛоРаВАН ради у нелиценцираном домету, у великој мери поједностављује постављање сопствене мреже са базним станицама, у ком случају нема потребе да зависите од телеком оператера. Поред постављања сопствене мреже, можете користити мреже постојећих оператера. ЛоРаВАН провајдери већ постоје широм света и недавно су почели да се појављују у Русији, на пример оператер на вашу ЛоРаВАН мрежу у многим градовима.
У Русији, ЛоРаВАН обично ради у опсегу 866-869 МХз, максимална ширина канала коју заузима један претплатнички уређај је 125 кХз. Овако изгледа размена података преко ЛоРаВАН протокола на спектрограму који је снимио корисник хабра Руслан Надирсхин уз помоћ СДР.
У Русији су од 2018. године усвојене измене закона којима се значајно смањују ограничења коришћења фреквенција од 868 МХз. Можете детаљно прочитати о новим законским нормама које регулишу ЛоРаВАН фреквенције у Русији .
Базна станица — у терминологији ЛоРаВАН стандарда се назива капија или чвориште. По намени, овај уређај је сличан базним станицама конвенционалних мобилних ћелијских мрежа: крајњи уређаји се повезују на њега и прате његова упутства за избор канала, снаге и временских слотова за пренос података. Базне станице су повезане са централизованим софтверским сервером, који има приступ стању целе мреже у целини, бави се планирањем фреквенција итд.
Типично, ЛоРаВАН базне станице су повезане на стационарно напајање и имају стабилан приступ Интернету. Адвантецх нуди неколико модела базних станица серије ЛоРаВАН са капацитетом од 100 и 500 претплатничких уређаја, и могућношћу повезивања на Интернет путем Етхернета и ЛТЕ-а.
Претплатнички уређај - клијентски уређај мале снаге, обично са сопственим напајањем. Већину времена је у режиму за уштеду енергије спавања. Интерагује са удаљеним сервером апликација за пренос/примање података. Чува кључеве за шифровање за аутентификацију на базној станици и серверу апликација. Може бити у подручју покривености неколико базних станица. Строго се придржава правила за рад на ваздуху примљеном са базне станице. Уређаји Адвантецх су модуларни И/О терминали, са различитим аналогним и дигиталним улазно/излазним интерфејсима и РС-485/232 серијским интерфејсима.
Корисник може да постави сопствене ЛоРаВАН базне станице или да користи постојеће мреже независних оператера
Јавна ЛоРаВАН мрежа
У овој архитектури, уређаји су повезани на јавну мрежу оператера треће стране. Клијент треба само да купи претплатничке уређаје и склопи уговор са провајдером и добије кључеве за приступ мрежи. Истовремено, клијент у потпуности зависи од покривености оператера.
Имајте на уму да јавна ЛоРаВАН мрежа може имати строга ограничења у времену емитовања које уређај може да заузме, тако да за апликације које захтевају чешћу размену података, такве мреже можда неће бити прикладне.
Пре слања података, уређај тражи дозволу за пренос и само ако базна станица одговори са потврдом, размена ће се извршити.
Када користи ЛоРаВАН мрежу треће стране, клијент користи инфраструктуру нечије базне станице и зависи од покривености провајдера и његових ограничења преноса података
Овај приступ је погодан, на пример, када се замењују претплатнички уређаји у урбаним срединама где неопходна инфраструктура већ постоји. На пример, за уградњу сензора у стамбене зграде и са малом количином пренетих података, за прикупљање података са бројила електричне енергије или потрошње воде. Такви уређаји могу да преносе податке једном у неколико дана.
Приватна ЛоРаВАН мрежа
Приликом постављања приватне мреже, корисник самостално инсталира базне станице и планира покривеност. Овај приступ је згодан када вам је потребна потпуна контрола над мрежом, или на локацијама где не постоји покривеност оператера.
У приватној мрежи, корисник има потпуну контролу над инфраструктуром
У овој архитектури, корисник једнократно улаже у опрему за постављање базних станица и више не зависи од услуга и независних оператера. Ова опција је погодна за изградњу мреже на удаљеним пољопривредним локацијама, производним објектима итд. Поседовање сопствене мреже олакшава скалирање постојеће инфраструктуре, повећање покривености, броја претплатничких уређаја и обима пренетих података.
Претплатнички И/О терминали
Технические характеристики
- Верзије за све глобалне ЛоРаВАН фреквенцијске опсеге
- Домет комуникације са базом до 5 км
- Модули за проширење за повезивање периферни уређаји
- Буилт 4000мАх батерија
- ГПС модул (Галилео/БеиДоу/ГЛОНАСС)
- Заштита ИП65
- УСБ програмирање
Серијски уређаји су модуларни терминали за повезивање различитих периферних уређаја на ЛоРаВАН мрежу. Уз њихову помоћ можете прикупљати податке са било ког дигиталног и аналогног сензора, као што су термометри, хигрометри, барометри, акцелерометри итд., и контролисати друге уређаје преко РС-232/485 интерфејса. Има уграђену батерију од 4000мА, која може да ради аутономно до шест месеци. Интегрише се са соларним панелима за пуњење батерије. Уграђени ГПС пријемник вам омогућава да прецизно одредите локацију уређаја, што поједностављује рачуноводство и инсталацију: уређаји се могу монтирати без претходног уласка у базу података, а након инсталације се аутоматски повезују са објектом на основу примљених координата.
Програмирање и конфигурисање се врши преко обичног УСБ интерфејса и не захтева додатне контролере и програматоре, тако да се може обавити на лицу места помоћу лаптопа.
Интерфејс модули
Скуп интерфејса за повезивање спољних уређаја на , се реализује коришћењем интерфејс модула који су повезани одоздо. На један терминал може се повезати један интерфејс модул. У зависности од задатака корисника, то могу бити дигитални или аналогни улази/излази или серијски интерфејси. Интерфејс контакти су заштићени затвореним конектором са М12 навојном везом.
- — 4 аналогна улаза и 4 дигитална улаза
- ВИСЕ-С615-А - 6 канала за РТД (отпорни температурни детектор) термометар
- ВИСЕ-С617-А - 6 дигиталних улаза, 2 РС-232/485 серијска интерфејса
Сензор серије Вззард ЛРПв2
Сензори серије ББ Ово су ЛоРаВАН претплатнички уређаји дизајнирани за прикупљање података у тешким окружењима и дизајнирани за брзу инсталацију. Имају магнетну основу и могу се безбедно причврстити на металне површине без додатних причвршћивача, што вам омогућава да брзо поставите мрежу многих уређаја. Запечаћени интерфејс конектор, који се налази са стране, дизајниран је за повезивање спољних периферних уређаја и сензора.
Технические характеристики
- Рад у свим фреквентним опсезима ЛоРаВАН 868/915/923МХз
- Магнетни носач на металној површини
- Интерфејси РС485 (Модбус), 4 аналогна улаза, 2 дигитална излаза, 1 дигитални излаз
- Запечаћена веза интерфејс кабла
- Напаја се са 2 АА литијумске батерије, соларним панелима или напајањем од 9~36В
- Класа заштите ИП66
- Рад на температурама -40 ~ 75°Ц
ЛоРаВАН базне станице
Адвантецх нуди читав низ уређаја за постављање приватне ЛоРаВАН мреже. Гатеваис сериес служе за повезивање претплатничких уређаја, као нпр и , и пренос података на сервер апликација. Линија укључује моделе који подржавају истовремено повезивање 100 и 500 претплатничких уређаја. Гатеваи је повезан на Интернет преко Етхернета; доступне су и верзије са уграђеним 4Г модемом. Подржава МКТТ и Модбус протоколе за пренос података на сервер апликација.
Технические характеристики
- Подржава све ЛоРаВАН опсеге
- Истовремено сервисирање 100 или 500 претплатничких уређаја
- Етхернет веза
- Опционо: уграђени ЛТЕ модем
- Уграђени ВПН сервер/клијент
Закључак
ЛоРаВАН технологија заслужено привлачи велику пажњу међу индустријским решењима, а данас може ефикасно да реши многе пословне проблеме. Али за већину купаца, ЛоРаВАН и даље остаје мало позната и неразумљива технологија. Верујемо да ће у блиској будућности бити раширена као и класичне ћелијске мреже, што ће нашим корисницима омогућити да лакше имплементирају аутономна решења Интернета ствари.
Извор: ввв.хабр.цом