Ang LoRaWAN ay isang teknolohiya na mabilis na nagiging popular sa larangan ng mga solusyon sa Internet of Things. Kasabay nito, para sa maraming mga kliyente ito ay nananatiling maliit na pinag-aralan at kakaiba, kung kaya't maraming mga alamat at maling kuru-kuro sa paligid nito. Noong 2018, pinagtibay ng Russia ang mga susog sa batas sa paggamit ng mga frequency ng LoRaWAN, na nagpapalawak ng mga posibilidad ng paggamit ng teknolohiyang ito nang walang lisensya. Naniniwala kami na ngayon ang pinakamahusay na oras upang simulan ang paggamit ng teknolohiyang ito upang malutas ang mga tunay na problema sa negosyo.
Sa artikulong ito titingnan natin ang mga pangunahing prinsipyo ng LoRaWAN, mga opsyon para sa pagbuo ng sarili mong network at paggamit ng mga third-party na provider, at pag-uusapan din ang tungkol sa aming mga produkto na sumusuporta sa LoRaWAN.
Ano ang LoRaWAN
Ang LoRaWAN ay isang hanay ng mga protocol na tumutukoy sa mga layer ng paglilipat ng data ng pisikal at network para sa mga low-power, low-power na device na tumatakbo sa malalayong distansya. Ang pagdadaglat na LoRa ay nangangahulugang Long Range, iyon ay, mahabang distansya ng paghahatid ng data, at WAN (Wide Area Network) ay nangangahulugang inilalarawan din ng protocol ang layer ng network.
Hindi tulad ng mga kilalang GSM/3G/LTE/WiFi wireless communication standards, ang LoRaWAN ay orihinal na idinisenyo upang sabay-sabay na maghatid ng malaking bilang ng mga low-power subscriber device. Samakatuwid, ang pangunahing diin ay ang kaligtasan sa pagkagambala, kahusayan ng enerhiya at saklaw. Kasabay nito, ang pinakamataas na rate ng paglilipat ng data ay limitado lamang sa ilang kilobit bawat segundo.
Tulad ng isang cellular network, ang LoRaWAN ay may mga subscriber device at base station. Ang hanay ng komunikasyon sa pagitan ng device ng subscriber at ng base station ay maaaring umabot sa 10 km. Sa kasong ito, ang mga subscriber device ay kadalasang pinapagana ng sarili ng baterya at kadalasan ay nasa energy-saving mode, na nagigising paminsan-minsan para sa panandaliang palitan ng data sa server. Halimbawa, ang mga metro ng tubig ay maaaring gumising isang beses bawat ilang araw at ipadala ang kasalukuyang halaga ng nakonsumong dami ng tubig sa server, at manatili sa sleep mode sa natitirang oras. Ginagawang posible ng diskarteng ito na makakuha ng mga device na gumagana nang hanggang ilang taon nang hindi kailangang palitan ang mga baterya. Ang gawain ng mga LoRaWAN device ay magpadala/makatanggap ng kinakailangang data mula sa base station sa lalong madaling panahon at palayain ang mga airwave para sa iba pang mga device, kaya ang network ay may mahigpit na mga panuntunan para sa oras na inookupahan sa himpapawid. Nagpapadala lamang ang mga device ng data pagkatapos makatanggap ng kumpirmasyon mula sa base station, pinapayagan ka nitong kontrolin ang pagkarga sa mga airwaves sa gilid ng server at pantay na ipamahagi ang mga sesyon ng pagpapalitan ng data sa paglipas ng panahon.
Inilalarawan ng pamantayan ng LoRa ang pisikal na layer, modulasyon ng signal sa mga saklaw ng dalas na 433 MHz, 868 MHz sa Europe, 915 MHz Australia/America at 923 MHz Asia. Sa Russia, ginagamit ng LoRaWAN ang 868 MHz band.
Paano gumagana ang LoRaWAN
Dahil ang LoRaWAN ay gumagana sa isang hindi lisensyadong saklaw, lubos nitong pinapasimple ang pag-deploy ng sarili nitong network na may mga base station, kung saan hindi na kailangang umasa sa mga operator ng telecom. Bilang karagdagan sa pag-deploy ng iyong sariling network, maaari mong gamitin ang mga network ng mga umiiral nang operator. Umiiral na ang mga provider ng LoRaWAN sa buong mundo at nagsimula nang lumitaw kamakailan sa Russia, halimbawa ang operator sa iyong LoRaWAN network sa maraming lungsod.
Sa Russia, ang LoRaWAN ay karaniwang tumatakbo sa hanay na 866-869 MHz, ang maximum na lapad ng channel na inookupahan ng isang subscriber device ay 125 kHz. Ito ang hitsura ng palitan ng data sa pamamagitan ng LoRaWAN protocol sa isang spectrogram na naitala ng habra user na si Ruslan Nadyrshin sa tulong ng SDR.
Sa Russia, mula noong 2018, pinagtibay ang mga pagbabago sa mga batas na makabuluhang binabawasan ang mga paghihigpit sa paggamit ng mga frequency na 868 MHz. Mababasa mo nang detalyado ang tungkol sa mga bagong pamantayan sa pambatasan na kumokontrol sa mga frequency ng LoRaWAN sa Russia .
Base station β sa terminolohiya ng mga pamantayan ng LoRaWAN ay tinatawag na gateway o hub. Sa mga tuntunin ng layunin, ang device na ito ay katulad ng mga base station ng kumbensyonal na mga mobile cellular network: ang mga end device ay kumonekta dito at sundin ang mga tagubilin nito para sa pagpili ng mga channel, power, at time slot para sa paghahatid ng data. Ang mga base station ay konektado sa isang sentralisadong server ng software, na may access sa estado ng buong network sa kabuuan, nakikitungo sa pagpaplano ng dalas, atbp.
Karaniwan, ang mga base station ng LoRaWAN ay konektado sa nakatigil na kapangyarihan at may matatag na pag-access sa Internet. Nag-aalok ang Advantech ng ilang modelo ng mga base station ng serye ng LoRaWAN na may kapasidad na 100 at 500 subscriber device, at ang kakayahang kumonekta sa Internet sa pamamagitan ng Ethernet at LTE.
Device ng subscriber - isang low-power na client device, kadalasang pinapagana ng sarili. Kadalasan ito ay nasa sleep energy-saving mode. Nakikipag-ugnayan sa isang malayuang server ng application upang magpadala/makatanggap ng data. Nag-iimbak ng mga susi sa pag-encrypt para sa pagpapatunay sa base station at server ng application. Maaaring nasa loob ng saklaw na lugar ng ilang base station. Mahigpit na sumusunod sa mga patakaran para sa pagtatrabaho sa hangin na natanggap mula sa base station. Mga device Advantech ay mga modular na I/O terminal, na may iba't ibang analog at digital input/output interface at RS-485/232 serial interface.
Maaaring mag-deploy ang customer ng sarili nilang LoRaWAN base station o gumamit ng mga umiiral nang network ng mga third-party na operator
Pampublikong LoRaWAN network
Sa ganitong arkitektura, nakakonekta ang mga device sa pampublikong network ng isang third-party na operator. Kailangan lang bumili ng mga device ng subscriber ang kliyente at pumasok sa isang kasunduan sa provider at tumanggap ng mga susi para ma-access ang network. Kasabay nito, ang kliyente ay ganap na umaasa sa saklaw ng operator.
Tandaan na ang isang pampublikong LoRaWAN network ay maaaring may mahigpit na paghihigpit sa airtime na maaaring sakupin ng isang device, kaya para sa mga application na nangangailangan ng mas madalas na pagpapalitan ng data, ang mga naturang network ay maaaring hindi angkop.
Bago magpadala ng data, humihiling ang device ng pahintulot na magpadala, at kung tumugon lamang ang base station nang may kumpirmasyon, magaganap ang palitan.
Kapag gumagamit ng isang third-party na LoRaWAN network, ginagamit ng kliyente ang imprastraktura ng base station ng ibang tao at depende sa saklaw ng provider at mga paghihigpit sa paglilipat ng data nito
Ang diskarte na ito ay maginhawa, halimbawa, kapag pinapalitan ang mga aparato ng subscriber sa mga urban na lugar kung saan mayroon nang kinakailangang imprastraktura. Halimbawa, para sa pag-install ng mga sensor sa mga gusali ng tirahan at may maliit na halaga ng ipinadalang data, para sa pagkolekta ng data mula sa mga metro ng kuryente o pagkonsumo ng tubig. Ang mga naturang device ay maaaring magpadala ng data isang beses bawat ilang araw.
Pribadong LoRaWAN network
Kapag nagde-deploy ng pribadong network, independyenteng nag-i-install ang customer ng mga base station at nagpaplano ng coverage. Maginhawa ang diskarteng ito kapag kailangan mo ng kumpletong kontrol sa network, o sa mga site kung saan walang saklaw ng operator.
Sa isang pribadong network, ang customer ay may kumpletong kontrol sa imprastraktura
Sa ganitong arkitektura, ang customer ay gumagawa ng isang beses na pamumuhunan sa kagamitan para sa pag-deploy ng mga base station at hindi na umaasa sa mga serbisyo at mga third-party na operator. Ang pagpipiliang ito ay angkop para sa pagbuo ng isang network sa mga malalayong lugar ng agrikultura, mga pasilidad ng produksyon, atbp. Ang pagkakaroon ng sarili mong network ay nagpapadali sa pag-scale sa umiiral na imprastraktura, dagdagan ang saklaw, ang bilang ng mga device ng subscriber at ang dami ng ipinadalang data.
Mga terminal ng I/O ng subscriber
Π’Π΅Ρ
Π½ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ Ρ
Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΡΡΠΈΠΊΠΈ
- Mga bersyon para sa lahat ng pandaigdigang frequency band ng LoRaWAN
- Saklaw ng komunikasyon na may base hanggang 5km
- Mga module ng pagpapalawak para sa koneksyon mga aparatong paligid
- Itinayo 4000mAh na baterya
- GPS module (Galileo/BeiDou/GLONASS)
- Proteksyon ng IP65
- USB programming
Mga aparatong serye ay mga modular na terminal para sa pagkonekta ng iba't ibang peripheral device sa LoRaWAN network. Sa tulong nila, maaari kang mangolekta ng data mula sa anumang digital at analog na sensor, tulad ng mga thermometer, hygrometer, barometer, accelerometer, atbp., at kontrolin ang iba pang mga device sa pamamagitan ng RS-232/485 na mga interface. Mayroon itong built-in na 4000mA na baterya, na maaaring gumana nang awtomatiko hanggang anim na buwan. Sumasama sa mga solar panel para i-charge ang baterya. Ang built-in na GPS receiver ay nagbibigay-daan sa iyo upang tumpak na matukoy ang lokasyon ng device, na pinapasimple ang accounting at pag-install: ang mga device ay maaaring mai-mount nang hindi muna pumapasok sa database, at pagkatapos ng pag-install ay awtomatiko silang naka-link sa bagay batay sa natanggap na mga coordinate.
Ang pagprograma at pagsasaayos ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang regular na interface ng USB at hindi nangangailangan ng mga karagdagang controller at programmer, kaya maaari itong gawin sa site gamit ang isang laptop.
Mga module ng interface
Isang hanay ng mga interface para sa pagkonekta ng mga panlabas na device sa , ay ipinatupad gamit ang mga interface module na konektado mula sa ibaba. Sa isang terminal isang interface module ay maaaring konektado. Depende sa mga gawain ng customer, ang mga ito ay maaaring digital o analog input/output, o serial interface. Ang mga contact sa interface ay protektado ng isang selyadong connector na may M12 threaded na koneksyon.
- β 4 na analog input at 4 na digital input
- WISE-S615-A - 6 na channel para sa RTD (Resistance Temperature Detector) thermometer
- WISE-S617-A - 6 na digital input, 2 RS-232/485 serial interface
Wzzard LRPv2 series sensor
Mga sensor ng serye ng BB Ito ang mga LoRaWAN subscriber device na idinisenyo para sa pangongolekta ng data sa malupit na kapaligiran at idinisenyo para sa mabilis na pag-install. Mayroon silang magnetic base at maaaring ligtas na nakakabit sa mga metal na ibabaw nang walang karagdagang mga fastener, na nagbibigay-daan sa iyong mabilis na mag-deploy ng network ng maraming device. Ang selyadong interface connector, na matatagpuan sa gilid, ay idinisenyo para sa pagkonekta ng mga panlabas na peripheral na device at sensor.
Π’Π΅Ρ
Π½ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ Ρ
Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΡΡΠΈΠΊΠΈ
- Operasyon sa lahat ng saklaw ng dalas LoRaWAN 868/915/923MHz
- Magnetic mount sa ibabaw ng metal
- Mga Interface RS485 (Modbus), 4 analog input, 2 digital output, 1 digital output
- Selyadong koneksyon ng interface cable
- Pinapatakbo ng 2 AA lithium na baterya, solar panel o 9~36V power supply
- Klase ng proteksyon IP66
- Operasyon sa mga temperatura -40 ~ 75Β°C
Mga base station ng LoRaWAN
Nag-aalok ang Advantech ng buong hanay ng mga device para sa pag-deploy ng pribadong LoRaWAN network. Mga serye ng Gateway ay ginagamit upang ikonekta ang mga device ng subscriber, gaya ng ΠΈ , at pagpapadala ng data sa server ng application. Kasama sa linya ang mga modelong sumusuporta sa sabay-sabay na koneksyon ng 100 at 500 subscriber na device. Nakakonekta ang gateway sa Internet sa pamamagitan ng Ethernet; available din ang mga bersyon na may built-in na 4G modem. Sinusuportahan ang mga protocol ng MQTT at Modbus para sa paglilipat ng data sa server ng application.
Π’Π΅Ρ
Π½ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ Ρ
Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΡΡΠΈΠΊΠΈ
- Sinusuportahan ang lahat ng LoRaWAN band
- Sabay-sabay na servicing ng 100 o 500 subscriber na device
- Koneksyon sa Ethernet
- Opsyonal: built-in na LTE modem
- Built-in na VPN server/kliyente
Konklusyon
Ang teknolohiya ng LoRaWAN ay nararapat na nakakaakit ng maraming atensyon sa mga pang-industriya na solusyon, at ngayon ay epektibo nitong malulutas ang maraming problema sa negosyo. Ngunit para sa karamihan ng mga customer, ang LoRaWAN ay nananatiling isang hindi gaanong kilala at hindi maintindihan na teknolohiya. Naniniwala kami na sa malapit na hinaharap ito ay magiging kasing laki ng mga klasikong cellular network, na magbibigay-daan sa aming mga customer na mas madaling magpatupad ng mga autonomous na solusyon sa Internet of Things.
Pinagmulan: www.habr.com