LoRaWAN - bu narsalar Interneti yechimlari sohasida tezda mashhurlik kasb etayotgan texnologiya. Shu bilan birga, ko'plab mijozlar uchun u kam o'rganilgan va ekzotik bo'lib qoladi, shuning uchun uning atrofida ko'plab afsonalar va noto'g'ri tushunchalar mavjud. 2018 yilda Rossiyada LoRaWAN chastotalaridan foydalanish bo'yicha qonunchilikka ushbu texnologiyadan litsenziyasiz foydalanish imkoniyatlarini kengaytiradigan o'zgartirishlar kiritildi. Haqiqiy biznes muammolarini hal qilish uchun ushbu texnologiyadan foydalanishni boshlash uchun hozir eng yaxshi vaqt ekanligiga ishonamiz.
Ushbu maqolada biz LoRaWAN-ning asosiy tamoyillarini, o'z tarmog'ingizni yaratish va uchinchi tomon provayderlaridan foydalanish imkoniyatlarini ko'rib chiqamiz, shuningdek, LoRaWAN-ni qo'llab-quvvatlaydigan mahsulotlarimiz haqida gaplashamiz.
LoRaWAN nima
LoRaWAN - uzoq masofalarda ishlaydigan kam quvvatli, kam quvvatli qurilmalar uchun jismoniy va tarmoq ma'lumotlar uzatish qatlamlarini belgilaydigan protokollar to'plami. LoRa qisqartmasi Long Range, ya'ni uzoq ma'lumotlarni uzatish masofalarini anglatadi va WAN (Wide Area Network) protokoli tarmoq qatlamini ham tavsiflaydi.
Taniqli GSM/3G/LTE/WiFi simsiz aloqa standartlaridan farqli o'laroq, LoRaWAN dastlab bir vaqtning o'zida juda ko'p quvvatli abonent qurilmalariga xizmat ko'rsatish uchun mo'ljallangan edi. Shuning uchun asosiy e'tibor shovqinlarga qarshi immunitet, energiya samaradorligi va diapazonga qaratiladi. Shu bilan birga, maksimal ma'lumotlarni uzatish tezligi soniyada bir necha kilobit bilan cheklangan.
Uyali tarmoq kabi LoRaWAN ham abonent qurilmalari va tayanch stantsiyalariga ega. Abonent qurilmasi va tayanch stansiya o'rtasidagi aloqa diapazoni 10 km ga yetishi mumkin. Bunday holda, abonent qurilmalari odatda batareyadan o'z-o'zidan quvvatlanadi va ko'pincha energiya tejash rejimida bo'lib, server bilan qisqa muddatli ma'lumotlar almashinuvi uchun vaqti-vaqti bilan uyg'onadi. Masalan, suv hisoblagichlari bir necha kunda bir marta uyg'onishi va iste'mol qilingan suv hajmining joriy qiymatini serverga etkazishi va qolgan vaqtni uyqu rejimida qoldirishi mumkin. Ushbu yondashuv batareyalarni almashtirmasdan bir necha yil davomida ishlaydigan qurilmalarni olish imkonini beradi. LoRaWAN qurilmalarining vazifasi tayanch stantsiyadan kerakli ma'lumotlarni imkon qadar tezroq uzatish/qabul qilish va boshqa qurilmalar uchun efir to'lqinlarini bo'shatishdir, shuning uchun tarmoqda efirda ishg'ol qilingan vaqt uchun qat'iy qoidalar mavjud. Qurilmalar ma'lumotlarni faqat tayanch stansiyadan tasdiqlashni olgandan keyin uzatadi, bu sizga server tomonidagi to'lqinlardagi yukni nazorat qilish va vaqt o'tishi bilan ma'lumot almashish seanslarini teng ravishda taqsimlash imkonini beradi.
LoRa standarti jismoniy qatlamni, 433 MGts, Yevropada 868 MGts, Avstraliya/Amerikada 915 MGts va Osiyoda 923 MGts chastota diapazonlarida signal modulyatsiyasini tavsiflaydi. Rossiyada LoRaWAN 868 MGts diapazonidan foydalanadi.
LoRaWAN qanday ishlaydi
LoRaWAN litsenziyasiz diapazonda ishlaganligi sababli, u o'z tarmog'ini tayanch stantsiyalar bilan joylashtirishni sezilarli darajada osonlashtiradi, bu holda aloqa operatorlariga qaram bo'lishning hojati yo'q. O'z tarmog'ingizni joylashtirishdan tashqari, siz mavjud operatorlarning tarmoqlaridan foydalanishingiz mumkin. LoRaWAN provayderlari allaqachon butun dunyoda mavjud va yaqinda Rossiyada paydo bo'la boshladi, masalan, operator ko'p shaharlardagi LoRaWAN tarmog'ingizga.
Rossiyada LoRaWAN odatda 866-869 MGts diapazonida ishlaydi, bitta abonent qurilmasi egallagan maksimal kanal kengligi 125 kHz. LoRaWAN protokoli orqali ma'lumotlar almashinuvi habra foydalanuvchisi Ruslan tomonidan yozilgan spektrogrammada shunday ko'rinadi. Nadirshin SDR yordamida.
Rossiyada 2018 yildan beri qonunlarga 868 MGts chastotalardan foydalanish cheklovlarini sezilarli darajada kamaytiradigan tuzatishlar kiritildi. Rossiyada LoRaWAN chastotalarini tartibga soluvchi yangi qonunchilik normalari haqida batafsil o'qishingiz mumkin. .
Baza stantsiyasi — LoRaWAN standartlari terminologiyasida shlyuz yoki markaz deyiladi. Maqsadga ko'ra, ushbu qurilma an'anaviy mobil uyali aloqa tarmoqlarining tayanch stantsiyalariga o'xshaydi: oxirgi qurilmalar unga ulanadi va ma'lumotlarni uzatish uchun kanallar, quvvat va vaqt oralig'ini tanlash bo'yicha uning ko'rsatmalariga amal qiladi. Baza stansiyalari markazlashtirilgan dasturiy ta'minot serveriga ulangan bo'lib, u butun tarmoq holatiga kirish imkoniga ega, chastotani rejalashtirish bilan shug'ullanadi va hokazo.
Odatda, LoRaWAN tayanch stansiyalari statsionar quvvatga ulangan va barqaror Internetga ega. Advantech LoRaWAN seriyali baza stansiyalarining bir nechta modellarini taklif etadi sig‘imi 100 va 500 ta abonent qurilmalari hamda Ethernet va LTE tarmog‘i orqali internetga ulanish imkoniyati mavjud.
Abonent qurilmasi - kam quvvatli mijoz qurilmasi, odatda o'z-o'zidan quvvatlanadi. Ko'pincha u uyqu energiyani tejash rejimida bo'ladi. Ma'lumotlarni uzatish/qabul qilish uchun masofaviy dastur serveri bilan o'zaro ishlaydi. Tayanch stantsiya va dastur serverida autentifikatsiya qilish uchun shifrlash kalitlarini saqlaydi. Bir nechta tayanch stansiyalarning qamrov zonasida bo'lishi mumkin. Baza stantsiyasidan olingan havoda ishlash qoidalariga qat'iy rioya qiladi. Qurilmalar Advantech Ular turli xil analog va raqamli kirish/chiqish interfeyslari va RS-485/232 seriyali interfeyslarga ega modulli kiritish/chiqarish terminallaridir.
Mijoz o'zining LoRaWAN tayanch stantsiyalarini joylashtirishi yoki uchinchi tomon operatorlarining mavjud tarmoqlaridan foydalanishi mumkin.
Umumiy LoRaWAN tarmog'i
Ushbu arxitekturada qurilmalar uchinchi tomon operatorining umumiy tarmog'iga ulangan. Mijoz faqat abonent qurilmalarini sotib olishi va provayder bilan shartnoma tuzishi va tarmoqqa kirish uchun kalitlarni olishi kerak. Shu bilan birga, mijoz to'liq operatorning qamroviga bog'liq.
Yodda tutingki, ommaviy LoRaWAN tarmog'ida qurilma egallashi mumkin bo'lgan efir vaqtiga nisbatan qat'iy cheklovlar bo'lishi mumkin, shuning uchun tez-tez ma'lumotlar almashinuvini talab qiladigan ilovalar uchun bunday tarmoqlar mos kelmasligi mumkin.
Ma'lumotni jo'natishdan oldin qurilma uzatish uchun ruxsat so'raydi va faqat tayanch stansiya tasdiqlash bilan javob bersa, almashinuv amalga oshiriladi.
Uchinchi tomon LoRaWAN tarmog'idan foydalanganda mijoz boshqa birovning tayanch stansiyasi infratuzilmasidan foydalanadi va provayderning qamrovi va uning ma'lumotlarni uzatish cheklovlariga bog'liq.
Bunday yondashuv, masalan, zarur infratuzilma mavjud bo'lgan shaharlarda abonent qurilmalarini almashtirishda qulaydir. Masalan, turar-joy binolarida sensorlarni o'rnatish va oz miqdorda uzatiladigan ma'lumotlar, elektr hisoblagichlari yoki suv iste'moli ma'lumotlarini yig'ish uchun. Bunday qurilmalar bir necha kunda bir marta ma'lumotlarni uzatishi mumkin.
Shaxsiy LoRaWAN tarmog'i
Xususiy tarmoqni o'rnatishda mijoz mustaqil ravishda tayanch stansiyalarni o'rnatadi va qamrovni rejalashtiradi. Ushbu yondashuv tarmoq ustidan to'liq nazorat kerak bo'lganda yoki operator qamrovi mavjud bo'lmagan saytlarda qulaydir.
Xususiy tarmoqda mijoz infratuzilmani to'liq nazorat qiladi
Ushbu arxitekturada mijoz tayanch stansiyalarni joylashtirish uchun uskunaga bir martalik sarmoya kiritadi va endi xizmatlar va uchinchi tomon operatorlariga bog'liq emas. Ushbu parametr uzoq qishloq xo'jaligi ob'ektlarida, ishlab chiqarish ob'ektlarida va hokazolarda tarmoq qurish uchun javob beradi. O'z tarmog'ingizga ega bo'lish mavjud infratuzilmani kengaytirish, qamrovni, abonent qurilmalari sonini va uzatiladigan ma'lumotlar hajmini oshirishni osonlashtiradi.
Abonent kiritish-chiqarish terminallari
texnik xususiyatlari
- Barcha global LoRaWAN chastota diapazonlari uchun versiyalar
- Baza bilan aloqa diapazoni 5 km gacha
- Ulanish uchun kengaytirish modullari periferik qurilmalar
- Vstroennyy 4000 mA / soat batareya
- GPS moduli (Galileo/BeiDou/GLONASS)
- Himoya IP65
- USB dasturlash
Seriyali qurilmalar turli periferik qurilmalarni LoRaWAN tarmog'iga ulash uchun modulli terminallardir. Ularning yordami bilan har qanday raqamli va analog sensorlardan, masalan, termometrlar, gigrometrlar, barometrlar, akselerometrlar va boshqalardan ma'lumotlarni to'plashingiz va RS-232/485 interfeyslari orqali boshqa qurilmalarni boshqarishingiz mumkin. U o'rnatilgan 4000 mA batareyaga ega, u olti oygacha avtonom tarzda ishlay oladi. Batareyani zaryad qilish uchun quyosh panellari bilan birlashtiriladi. O'rnatilgan GPS qabul qiluvchi qurilmaning joylashuvini aniq aniqlash imkonini beradi, bu esa hisob va o'rnatishni osonlashtiradi: qurilmalarni avval ma'lumotlar bazasiga kirmasdan o'rnatish mumkin va o'rnatilgandan so'ng ular qabul qilingan koordinatalar asosida avtomatik ravishda ob'ekt bilan bog'lanadi.
Dasturlash va konfiguratsiya oddiy USB interfeysi orqali amalga oshiriladi va qo'shimcha kontrollerlar va dasturchilarni talab qilmaydi, shuning uchun uni noutbuk yordamida saytda amalga oshirish mumkin.
Interfeys modullari
Tashqi qurilmalarni ulash uchun interfeyslar to'plami , pastdan ulangan interfeys modullari yordamida amalga oshiriladi. Bitta terminalga bitta interfeys moduli ulanishi mumkin. Mijozning vazifalariga qarab, bu raqamli yoki analog kirish/chiqish yoki ketma-ket interfeyslar bo'lishi mumkin. Interfeys kontaktlari M12 tishli ulanishi bilan muhrlangan ulagich bilan himoyalangan.
- — 4 ta analog kirish va 4 ta raqamli kirish
- WISE-S615-A - RTD (qarshilik harorati detektori) termometri uchun 6 ta kanal
- WISE-S617-A - 6 ta raqamli kirish, 2 ta RS-232/485 seriyali interfeys
Wzzard LRPv2 seriyali sensor
BB seriyali sensorlar Bu og'ir muhitda ma'lumotlarni yig'ish uchun mo'ljallangan va tez o'rnatish uchun mo'ljallangan LoRaWAN abonent qurilmalari. Ular magnit asosga ega va qo'shimcha mahkamlagichlarsiz metall yuzalarga ishonchli biriktirilishi mumkin, bu sizga ko'plab qurilmalar tarmog'ini tezda joylashtirish imkonini beradi. Yon tomonda joylashgan muhrlangan interfeys ulagichi tashqi periferik qurilmalar va sensorlarni ulash uchun mo'ljallangan.
texnik xususiyatlari
- LoRaWAN 868/915/923MHz barcha chastota diapazonlarida ishlash
- Metall yuzaga magnit o'rnatish
- Interfeyslar RS485 (Modbus), 4 analog kirish, 2 raqamli chiqish, 1 raqamli chiqish
- Interfeys kabelining muhrlangan ulanishi
- 2 ta AA lityum batareyalar, quyosh panellari yoki 9 ~ 36V quvvat manbai bilan ishlaydi
- Himoya klassi IP66
- -40 ~ 75 ° S haroratda ishlash
LoRaWAN tayanch stantsiyalari
Advantech xususiy LoRaWAN tarmog'ini o'rnatish uchun to'liq qurilmalarni taklif etadi. Gateway seriyasi kabi abonent qurilmalarini ulash uchun ishlatiladi и , va ma'lumotlarni dastur serveriga uzatish. Chiziq 100 va 500 abonentli qurilmalarni bir vaqtning o'zida ulashni qo'llab-quvvatlaydigan modellarni o'z ichiga oladi. Shlyuz Internetga Ethernet orqali ulangan, o'rnatilgan 4G modemli versiyalari ham mavjud. Ilova serveriga ma'lumotlarni uzatish uchun MQTT va Modbus protokollarini qo'llab-quvvatlaydi.
texnik xususiyatlari
- Barcha LoRaWAN guruhlarini qo'llab-quvvatlaydi
- 100 yoki 500 abonent qurilmalariga bir vaqtning o'zida xizmat ko'rsatish
- Ethernet ulanishi
- Majburiy emas: o'rnatilgan LTE modem
- O'rnatilgan VPN server/mijoz
xulosa
LoRaWAN texnologiyasi sanoat echimlari orasida munosib ravishda katta e'tiborni tortadi va bugungi kunda u ko'plab biznes muammolarini samarali hal qila oladi. Ammo ko'pchilik mijozlar uchun LoRaWAN hali ham kam ma'lum va tushunarsiz texnologiya bo'lib qolmoqda. Biz ishonamizki, yaqin kelajakda u klassik uyali aloqa tarmoqlari kabi keng tarqaladi, bu esa mijozlarimizga “Internet of Things” avtonom yechimlarini yanada osonroq amalga oshirish imkonini beradi.
Manba: www.habr.com