Que es LoRa?

Que es LoRa?
MOKOLora is the world's current Lora manufacturer

Con el rápido avance de IoT tecnología, ha surgido una cantidad excepcional de escenarios de IoT, junto con el lanzamiento de varios sistemas de comunicación IoT. Estos sistemas IoT van desde Internet de las cosas de banda estrecha (NB-IoT), Evolución a Largo Plazo-Categoría M1 (LTE-M), Wi-DOM, y sigfox. El mercado ahora está lleno de varias alianzas tecnológicas y de promoción que compiten entre sí para estar a la vanguardia.. Entre los contendientes, La tecnología LoRa se ha convertido en un sistema de comunicación prometedor con una infraestructura IoT global. A través de su implementación, LoRa se está posicionando de manera innovadora en el panorama de IoT. Esta publicación profundiza en los conceptos básicos de la tecnología LoRa., sus ventajas, y su arquitectura de red.

Introducción a LoRa y LPWAN

¿Alguna vez has oído hablar de LPWAN??

LPWAN (red de área amplia de baja potencia) es un Internet de las Cosas (IoT) tecnología de capa de red que aborda los requisitos de larga distancia y bajo consumo de energía de IoT. Cuenta con bajo consumo de energía, transmisión de largo alcance, ancho de banda bajo, estructura de red sencilla, y bajos costos operativos. LoRa es una de las tecnologías más maduras y ampliamente utilizadas en LPWAN, con un ecosistema desarrollado y un mercado en rápido crecimiento. Se espera que su tasa de crecimiento se duplique en los próximos años.

Cuando se trata de tecnología inalámbrica en aplicaciones IoT, Hay dos tipos principales: tecnología inalámbrica de corto alcance como Bluetooth, Wifi, y ZigBee y tecnología de red de área amplia como 2G, 3GRAMO, y 4G. Cada tecnología tiene sus propias ventajas y desventajas.. Antes de LPWAN, elegir entre largo alcance y bajo consumo de energía era inevitable. con LPWAN, sin embargo, esta compensación está equilibrada, permitiendo una comunicación de mayor alcance y un consumo de energía ultrabajo sin necesidad de repetidores adicionales.

Entonces, ¿Qué es exactamente la tecnología LoRa??

LoRa es una de las tecnologías principales en la tecnología de comunicación LPWAN.. Es un esquema de transmisión inalámbrica de ultra larga distancia basado en la tecnología de espectro ensanchado de modulación de frecuencia.. Lanzado originalmente por Cycleo en Francia, más tarde fue adquirida por Semtech en 2012. LoRa aborda tanto la distancia como el consumo de energía, proporcionar a los usuarios una red de sensores que tienen una batería de larga duración, capacidades de transmisión de larga distancia, y redes simples. Las bandas de frecuencia de la red transmitidas por LoRa son básicamente bandas de frecuencia libres en el mundo.. Estas bandas de frecuencia son 433 HZ, 868HZ, 915HZ, etc.

Cuáles son las ventajas de LoRa

  • Sensibilidad de recepción mejorada y consumo de energía reducido.

El ancho de banda del canal de transmisión Lora es 157db, y la distancia de transmisión teórica es de hasta 15 km. La corriente de trabajo de Lora es de solo 10 mA y la corriente de espera es 200na. El consumo de energía de trabajo es muy bajo., lo que aumenta enormemente la vida útil de la batería.

  • Puerta de enlace LoRa / varios procesadores admiten el procesamiento paralelo de alta velocidad de datos múltiples y de múltiples canales, y la capacidad del sistema es grande.

La puerta de enlace actúa como un puente entre los nodos de la red., conectando cada nodo a una IP independiente a través de redes de comunicación. La capacidad de procesamiento paralelo de la puerta de enlace le permite manejar hasta 5 millones de comunicaciones de red entre nodos todos los días. Con alta eficiencia de transmisión, la tasa de ocupación de la red de la puerta de enlace LoRa es solo 10% asumiendo 5 millones de transmisiones por día, siendo cada tamaño de transmisión 10 bytes. Instalado como accesorio en estaciones base de comunicación móvil, la puerta de enlace LoRa tiene una potencia de transmisión de aproximadamente 20 dbm y puede cubrir aproximadamente 2 km en áreas urbanas densas y hasta 10 km en áreas de baja densidad.

  • El terminal LoRa y la comunicación de la puerta de enlace admiten el rango y el posicionamiento.

LoRa admite capacidades de rango y posicionamiento entre su terminal y la puerta de enlace. LoRa utiliza distintos métodos para medir la distancia y la posición, donde la medición de la distancia se determina en función del tiempo de transmisión de la señal en el aire, y el posicionamiento se basa en la diferencia de tiempo de transmisión de la señal entre múltiples puertas de enlace a un nodo. La precisión de posicionamiento es de hasta 3 m para distancias de hasta 10 km.

¿Cuál es la arquitectura de red de LoRa?

La arquitectura de una red LoRa generalmente involucra un servidor de aplicaciones, un servidor de red, una puerta de entrada, y una terminal (incluyendo el módulo LoRa). Esta topología de red sigue una forma de estrella, donde la puerta de enlace actúa como un relé de transmisión de señales que conecta equipos terminales y servidores de red. En términos más simples, los dispositivos terminales pueden transmitir señales a otros terminales o servidores a través de una o más pasarelas. es más, esta red admite transmisión de datos bidireccional, permitiendo una comunicación eficiente entre ambos extremos.

Equipo terminal LoRa para dispositivos IoT

La tecnología LoRa sirve como una opción destacada para varios dispositivos IoT, como lecturas de medidores inteligentes, rastreadores de envío, administradores de fincas, y más. Estos dispositivos integran módulos LoRa, que se conectan a una puerta de enlace LoRa a través de comunicación inalámbrica, permitir la interconectividad entre el servidor y el terminal. La conexión entre la puerta de enlace y el servidor se produce a través de Ethernet u otras redes de comunicación y funciona con el protocolo TCP/IP..

Basado en la transmisión de datos en LoRa, el equipo terminal se puede categorizar como Clase A, Clase B, o Clase C.

clase lora A equipo terminal

Después de enviar un mensaje, el nodo abrirá una ventana rx1 1 s después del valor predeterminado. La tasa de datos y la frecuencia de la ventana de recepción son las mismas que las de los datos de enlace ascendente. Si el mensaje es un mensaje de confirmación y rx1 no recibe el enlace descendente correspondiente, el nodo abrirá otra ventana de recepción rx2 1 s + 1 s después de enviar el mensaje, La tasa de datos y el punto de frecuencia de la ventana de recepción tienen diferentes datos predeterminados para diferentes bandas de frecuencia en el protocolo LoRaWAN. Las siguientes son las características de los equipos terminales de clase LoRa:

  • Las tramas generalmente se dividen en transmisión de enlace ascendente y transmisión de enlace descendente.. La ruta de enlace ascendente consta de 1 intervalo de tiempo y 2 franjas horarias de enlace descendente (o ventanas).
  • el equipo terminal debe ser arreglado por el equipo terminal según sea necesario. Se determina al azar, similar al protocolo ALOHA.
  • Es el dispositivo terminal Lora de menor consumo de energía..

Equipo terminal LoRa clase B

La clase B abrirá una ventana de recepción a intervalos basados ​​en la ventana de recepción de la clase A. Las siguientes son las funciones del equipo terminal Lora clase B:

  • además de las dos franjas horarias especificadas en la clase A, dicho equipo terminal utiliza ventanas de recepción adicionales durante el enlace descendente.
  • Los equipos de clase B recibirán ventanas de recepción adicionales durante la duración especificada..
  • la duración la especifica la puerta de enlace utilizando la trama de baliza.
  • por lo tanto, De este modo, el sistema Lora indica al servidor cuando el dispositivo terminal puede escuchar.

Equipo terminal LoRa clase C

Basado en la clase a ventana de recepción, la ventana de recepción de la clase C está abierta en todo momento excepto el tiempo de envío del nodo.

La clase A debe ser implementada por los nodos que acceden a la red LoRa. Tanto la clase B como la clase C se implementan agregando funciones basadas en la clase A. La clase B es aplicable al posicionamiento de nodos móviles. El nodo de clase C es aplicable al caso en el que el comando de control se emite activamente y la fuente de alimentación es suficiente. El protocolo Lorawan1.1 optimiza la clase B y el acceso a la red. Las siguientes son las funciones del equipo terminal LoRa clase C:

  • dicho equipo terminal puede escuchar todo el tiempo excepto en el modo de transmisión. Por lo tanto, es muy adecuado para aplicaciones que requieren más transmisión de enlace descendente.
  • Los terminales LoRa de clase C usarán más energía que sus contrapartes de clase A y B.
  • la latencia es la más baja entre todos los dispositivos terminales de clase LoRa para la comunicación de datos entre servidores y dispositivos terminales.

Escenarios de aplicación de LoRa

La red basada en LoRaWAN puede proporcionar una distancia de transmisión de datos segura y comunicación bidireccional, y cubrir las áreas urbanas con la menor infraestructura de red. LoRa se utilizará ampliamente en una variedad de escenarios de aplicación, como la agricultura inteligente., edificios inteligentes, y logística inteligente.

Agricultura inteligente

Para granjas, hay un gran mercado de bajo consumo, sensores de larga distancia y de larga duración. Detectando la temperatura, humedad, concentración de dióxido de carbono, El pH y otros datos obtenidos por el sensor en el entorno de crecimiento de los cultivos son de gran importancia para mejorar el rendimiento de los cultivos y reducir el desperdicio de recursos.. Estos datos no tienen altos requisitos de retraso de tiempo.. Lora es la mejor opción. El sensor puede transmitir los datos recopilados al fondo a través de Lora, Los agricultores pueden juzgar si rociar agua y fertilizar de acuerdo con los datos..

La agricultura de pastos tiene una gran demanda de herramientas de seguimiento de larga distancia y de bajo consumo. Actualmente, el número de ganado vacuno u ovino que pastan en los pastizales es generalmente muy grande. Es difícil para los ganaderos observar el número y la salud de estos animales uno por uno.. Pueden juzgar si los animales que pastan están dentro del rango del pasto a través del rastreador.. Pueden sentir los latidos del corazón y la temperatura corporal de los animales a través del sensor., y transmitir los datos al fondo para su procesamiento centralizado a través de Lora.

Edificios inteligentes

Después de la finalización de la decoración del edificio., la temperatura, humedad, formaldehído y otros gases nocivos, La detección de luz y otros datos del edificio son muy importantes para los usuarios.. La retroalimentación de esta información es propicia para los usuarios’ Regulación del ambiente interior y hacer que los usuarios tengan un ambiente interior más saludable y cómodo.. Generalmente hablando, el ambiente interior no cambia mucho. No es necesario obtener la información del entorno interior en tiempo real, y los requisitos de comunicación no son altos. En este escenario, una sencilla puerta de entrada a casa puede satisfacer estas necesidades. En este escenario, Lora es una muy buena elección.

Fabricación automatizada

En el entorno de producción industrial automatizada, se aplica una gran cantidad de tecnologías inteligentes, y diversa información y datos convergen en la red. Por lo tanto, las características de la red seleccionada están directamente relacionadas con la calidad de ejecución del plan de producción. Analizando estos datos, los productores pueden estimar la eficiencia de producción y analizar el proceso de producción, que puede resolver rápidamente los problemas encontrados en la producción. En este escenario, el costo y la vida útil de las herramientas de transmisión de red son muy altos, y Lora es una opción muy adecuada.

Logística inteligente

El ámbito geográfico de la industria logística es muy amplio, por lo que la primera opción a la hora de elegir una red es una baja inversión y una larga vida útil. Para poder rastrear los palets y determinar la ubicación y el estado de la mercancía, lo que necesita la empresa de transporte es que las instalaciones involucradas en todo el proceso logístico estén bajo la cobertura de la red, por lo que no solo se requiere que los nodos de la red sean lo suficientemente económicos para una instalación a gran escala, pero también tiene la flexibilidad para hacerlo Se puede instalar en un vehículo de transporte como una puerta de enlace móvil. De este modo, la tecnología NB-IoT que necesita depender de estaciones base 4G para implementar la red obviamente no puede cumplir con este requisito, y el bajo costo de LoRa, alta duración de la batería, Alta mobilidad, y la estabilidad de la comunicación durante el movimiento de alta velocidad lo hacen único en el campo de la logística inteligente. Liderar el camino.

En la nueva ola de desarrollo de Internet de las cosas, en el campo de las redes de área amplia de baja potencia, Los mercados desarrollados ya han implementado aplicaciones a gran escala., y los participantes nacionales también han utilizado la sabiduría abierta para promover el despliegue a gran escala y el despliegue de redes LoRa en China. Solicitud, Creo que con el aumento de aplicaciones industriales, Esta red LoRa a nivel de operador nacional formada con el concepto de economía compartida también se convertirá en el área central del diseño LoRa global..

Actualmente, las dos principales redes de Internet de las cosas del mundo, NB-IoT y LoRa, se están desarrollando rápidamente. Según estadísticas de departamentos relevantes, mas que 1,000 Los productos de aplicación de Internet de las cosas han aterrizado en varias provincias de todo el mundo.. Se informa que 70% de las empresas buscan activamente, productos de IoT fiables y de rápido crecimiento. La mayoría de las empresas compran soluciones NB-IoT y LoRa IoT de MOKOLora. Las compras incluyen pasarelas LoRa, detectores de humo, y agua Docenas de productos de IoT como monitoreo, detección de infrarrojos, posicionamiento, tomas de corriente, etc., y el desarrollo de productos NB-IoT y LoRa IoT en nombre de la empresa, para encerrar rápidamente el negocio de Internet de las cosas y clasificarse entre las principales Internet de las cosas en ciudades de todo el mundo. “El desarrollo del Internet de las cosas mundial ve MOKOLora” la situación está tomando forma gradualmente.

Resúmenesy

Red de área amplia de bajo consumo (LPWAN) es una parte indispensable del Internet de las cosas. Tiene características flexibles y expandibles y puede ser de gran o pequeña escala.. Esto es necesario para la etapa de crecimiento y exploración de la industria de Internet de las cosas.. Se dice que es la tecnología más adecuada para Internet de las cosas.. LoRa es seguro y confiable, con funciones como la autenticación bidireccional, encriptado de fin a fin, y protección de la integridad. Es integral y con visión de futuro en el diseño de seguridad., pero la seguridad del Internet de las cosas no se puede ignorar, y la industria debe trabajar en conjunto y continuar promoviéndola.

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