の急速な進歩に伴い、 IoT テクノロジー, 非常に多くの IoT シナリオが表面化しています, 各種IoT通信システムの立ち上げに伴い. これらの IoT システムは、ナローバンドのモノのインターネットに至るまで多岐にわたります。 (NB-IoT), 長期進化 - カテゴリー M1 (LTE-M), Wi-SUN, そしてシグフォックス. 市場は現在、いくつかのテクノロジーとプロモーションの提携により、最前線に立つために互いに競い合っています。. 候補者の中には, LoRa テクノロジーは、グローバルな IoT インフラストラクチャを備えた有望な通信システムとして浮上しています. その実装を通じて, LoRa は IoT 環境において革新的な地位を確立しています. この投稿では、LoRa テクノロジーの基本について詳しく説明します, その利点, とそのネットワークアーキテクチャ.
LoRa と LPWAN の概要
LPWANについて聞いたことがありますか?
LPWAN (低電力広域ネットワーク) モノのインターネットです (IoT) IoTの長距離化と低消費電力の要件に対応するネットワーク層テクノロジー. 低消費電力が特徴です, 長距離伝送, 低帯域幅, シンプルなネットワーク構造, 運用コストが低い. LoRa は、LPWAN で最も成熟し、広く使用されているテクノロジーの 1 つです, 発展したエコシステムと急速に成長する市場を誇る. その成長率は今後数年間で2倍になると予想されています.
IoT アプリケーションにおけるワイヤレス テクノロジーに関して言えば、, 主に2つのタイプがあります: Bluetooth などの短距離無線テクノロジー, Wi-Fi, ZigBee と 2G などの広域ネットワーク技術, 3NS, そして4G. 各テクノロジーには独自の長所と短所があります. LPWAN以前, 長距離か低消費電力かの選択は避けられませんでした. LPWANあり, しかしながら, このトレードオフはバランスが取れています, 追加のリピータを必要とせずに長距離通信と超低消費電力を可能にします.
そう, LoRaテクノロジーとは何ですか?
LoRaはLPWAN通信技術の主流技術の1つです. これは、周波数変調スペクトラム拡散技術に基づく超長距離無線伝送方式です。. 元々はフランスの Cycleo によって発売されました。, その後、Semtech によって買収されました。 2012. LoRa は距離と消費電力の両方に対応します, バッテリー寿命が長いセンサーのネットワークをユーザーに提供します, 長距離伝送能力, シンプルなネットワーキング. LoRaによって送信されるネットワーク周波数帯域は、基本的に世界の自由周波数帯域です。. これらの周波数帯域は433HZです, 868HZ, 915HZ, NS.
LoRaの利点は何ですか
- 受信感度の向上と消費電力の削減.
Lora伝送チャネルの帯域幅は157dbです, 理論上の伝送距離は最大15kmです. Loraの動作電流はわずか10mAで、スタンバイ電流は200naです。. 使用電力は非常に低いです, バッテリーの寿命を大幅に延ばします.
- LoRaゲートウェイ / 複数のプロセッサがマルチチャネルおよびマルチデータの高速並列処理をサポートしています, システム容量が大きい.
ゲートウェイはネットワーク ノード間のブリッジとして機能します。, 通信ネットワークを介して各ノードを独立したIPに接続する. ゲートウェイの並列処理能力により、次の処理を行うことができます。 5 毎日ノード間の百万のネットワーク通信. 高い伝達効率を実現, LoRa ゲートウェイのネットワーク占有率は 10% 仮定して 5 1日あたり100万回の送信, 各送信サイズは 10 バイト. 移動体通信基地局に付属品として搭載される, LoRa ゲートウェイの送信出力は約 20dbm で、都市部の密集地域では約 2km、低密度地域では最大 10km をカバーできます。.
- LoRa 端末とゲートウェイ通信サポート測距と測位.
LoRa は、端末とゲートウェイ間の測距機能と測位機能をサポートします. LoRa は距離と位置を測定するための独自の方法を利用しています, 距離の測定は、空中での信号の送信時間に基づいて決定されます。, 測位は、ノードへの複数のゲートウェイ間の信号送信時間差に基づいて行われます。. 測位精度は最大10kmの距離で最大3mです。.
LoRaのネットワークアーキテクチャは何ですか
LoRa ネットワークのアーキテクチャには通常、アプリケーション サーバーが含まれます。, ネットワークサーバー, ゲートウェイ, そして端末 (LoRaモジュールを含む). このネットワーク トポロジはスター型になります。, ゲートウェイは端末機器とネットワークサーバーを接続する信号伝送中継器として機能します。. もっと簡単に言うと, 端末デバイスは、1 つ以上のゲートウェイを介して他の端末またはサーバーに信号を送信できます。. さらに, このネットワークは双方向のデータ送信をサポートしています, 両端間の効率的な通信を可能にする.
IoTデバイス向けLoRa端末装置
LoRa テクノロジーは、さまざまな IoT デバイスの優れた選択肢として機能します, スマートメーターの検針など, 配送追跡装置, 農場管理者, もっと. これらのデバイスには LoRa モジュールが統合されています, 無線通信を通じて LoRa ゲートウェイに接続します, サーバーと端末間の相互接続を可能にする. ゲートウェイとサーバー間の接続は、イーサネットまたはその他の通信ネットワークを通じて行われ、TCP/IP プロトコルで動作します。.
LoRaでのデータ送信に基づく, 端末機器はクラス A として分類できます。, クラスB, またはクラスC.
ローラクラス NS ターミナル機器
メッセージを送信した後, ノードはrx1ウィンドウを開きます 1 sデフォルトの後. 受信ウィンドウのデータレートと周波数は、アップリンクデータと同じです。. メッセージが確認メッセージであり、rx1が対応するダウンリンクを受信しない場合, ノードは別の受信ウィンドウrx2を開きます 1 NS + 1 sメッセージ送信後, 受信ウィンドウのデータ レートと周波数ポイントには、LoRaWAN プロトコルの周波数帯域ごとに異なるデフォルト データがあります。. LoRaクラスの端末装置の特徴は以下のとおりです。:
- フレームは通常、アップリンク送信とダウンリンク送信に分けられます。. 上りルートは 1 タイムスロットと 2 ダウンリンクタイムスロット (またはウィンドウ).
- ターミナル機器は、必要に応じてターミナル機器によって配置されるものとします。. ランダムに決定されます, ALOHAプロトコルに似ています.
- 消費電力が最も少ないLora端末デバイスです.
LoRa クラス B 端末機器
クラスBは、クラスAの受信ウィンドウに基づいた間隔で受信ウィンドウを開きます。. LoraクラスB端末機器の機能は以下のとおりです。:
- クラスAで指定された2つのタイムスロットに加えて, このような端末装置は、ダウンリンク中に追加の受信ウィンドウを使用します。.
- クラスBの機器は、指定された期間、追加の受信ウィンドウを受け取ります.
- 期間は、ビーコンフレームを使用してゲートウェイによって指定されます.
- したがって, この上, Loraシステムは、端末デバイスがリッスンできるタイミングをサーバーに示します.
LoRaクラスC端末装備
クラスに基づいて受信ウィンドウ, クラスCの受信ウィンドウは、ノードの送信時間を除いて常に開いています。.
クラス A は、LoRa ネットワークにアクセスするノードによって実装される必要があります. クラスBとクラスCはどちらも、クラスAに基づく関数を追加することによって実装されます。. クラス B はモバイルノードの測位に適用されます. クラスCノードは、制御コマンドがアクティブに発行され、電源が十分である場合に適用できます。. Lorawan1.1プロトコルは、クラスBとネットワークアクセスを最適化します. LoRaクラスC端末装置の機能は以下のとおりです。:
- このような端末機器は、送信モードを除いて常にリッスンできます. したがって, より多くのダウンリンク送信を必要とするアプリケーションに非常に適しています.
- クラス C の LoRa 端末は、クラス A およびクラス B の端末よりも多くの電力を消費します。.
- サーバーと端末間のデータ通信において、すべての LoRa クラス端末デバイスの中で最も遅延が低い.
LoRaアプリケーションシナリオ
LoRaWANベースのネットワークは、安全なデータ伝送距離と双方向通信を提供できます, ネットワークインフラストラクチャが最も少ない都市部をカバーします. LoRaは、スマート農業などのさまざまなアプリケーションシナリオで広く使用されます, スマートな建物, とスマートロジスティクス.
スマート農業
農場向け, 低電力の大きな市場があります, 長距離および長寿命センサー. 温度の検出, 湿度, 二酸化炭素濃度, 作物成長環境でセンサーによって取得されたpHおよびその他のデータは、作物の収穫量を改善し、資源の浪費を減らすために非常に重要です。. これらのデータには、時間遅延に関する高い要件はありません。. ロラは最良の選択です. センサーは、収集したデータをLoraを介してバックグラウンドに送信できます, 農民はデータに基づいて水を噴霧して施肥するかどうかを判断できます.
牧草農業には、低電力で長距離の追跡ツールに対する大きな需要があります. 現在のところ, 草地で放牧されている牛や羊の数は一般的に非常に多い. 牧場主がこれらの動物の数と健康状態を1匹ずつ観察することは困難です。. 彼らは、放牧動物がトラッカーを通して牧草地の範囲内にあるかどうかを判断することができます. 彼らはセンサーを通して動物の心拍と体温を感知することができます, Loraを介した集中処理のためにデータをバックグラウンドに送信します.
スマートな建物
建物の装飾が完了した後, 温度, 湿度, ホルムアルデヒドおよびその他の有害ガス含有量, 建物の光検出やその他のデータはユーザーにとって非常に重要です. これらの情報のフィードバックはユーザーに役立ちます’ 室内環境の規制とユーザーがより健康的で快適な室内環境を持つようにする. 一般的に言えば, 室内環境はあまり変わりません. 室内環境情報をリアルタイムで取得する必要はありません, と通信要件は高くありません. このシナリオでは, シンプルなホームゲートウェイがこれらのニーズを満たすことができます. このシナリオでは, ロラはとても良い選択です.
自動化された製造
自動化された工業生産環境で, 多数のインテリジェントテクノロジーが適用されています, さまざまな情報やデータがネットワークに統合されています. したがって, 選択したネットワークの特性は、生産計画の実行品質に直接関係しています。. これらのデータを分析することにより, 生産者は生産効率を推定し、生産プロセスを分析することができます, 本番環境で発生する問題を迅速に解決できます. このシナリオでは, ネットワーク伝送ツールのコストと耐用年数は非常に高い, そしてロラは非常に適した選択です.
スマートロジスティクス
ロジスティクス業界の地理的範囲は非常に広いです, したがって、ネットワークを選択する際の最初の選択肢は、低投資と長寿命です。. パレットを追跡し、商品の場所とステータスを判断できるようにするため, 貨物会社が必要としているのは、ロジスティクスプロセス全体に関与する施設がネットワークカバレッジ下にあることです。, そのため、ネットワークノードだけでなく、大規模なインストールに十分な経済性が求められます。, 柔軟性もあり、モバイルゲートウェイとして輸送車両に搭載できます。. この上, ネットワークを展開するために4G基地局に依存する必要があるNB-IoTテクノロジーは、明らかにこの要件を満たすことができません, そしてLoRaの低コスト, 高いバッテリー寿命, 高い機動性, また、高速移動時の通信の安定性により、インテリジェントロジスティクスの分野で他に類を見ないものになっています。. 先導する.
モノのインターネットの開発の新しい波の中で, 低電力広域ネットワークの分野で, 先進国市場はすでに大規模なアプリケーションを展開しています, また、国内の参加者は、オープンな知恵を利用して、中国でのLoRaネットワークの大規模な展開と展開を促進しています。. 申し込み, 業界のアプリケーションの増加に伴い、私は信じています, シェアリングエコノミーのコンセプトで形成されたこの国内のキャリアレベルのLoRaネットワークは、グローバルなLoRaレイアウトのコアエリアにもなります.
現在のところ, 世界の2つの主要なモノのインターネットネットワーク, NB-IoTとLoRa, 急速に発展しています. 関連部門の統計によると, より多い 1,000 モノのインターネットアプリケーション製品は、世界中のさまざまな州に上陸しています。. 報告されている 70% の企業は積極的に成熟したものを求めています, 信頼性が高く急成長しているIoT製品. ほとんどの企業は、MOKOLoraからNB-IoTおよびLoRaIoTソリューションを購入しています. 購入にはLoRaゲートウェイが含まれます, 煙探知機, 監視などの数十のIoT製品, 赤外線検出, ポジショニング, 電源ソケット, NS。, 会社に代わってNB-IoTおよびLoRaIoT製品を開発する, モノのインターネットビジネスを迅速に封じ込め、世界中の都市で主要なモノのインターネットにランクインするため. “世界のモノのインターネットの発展はMOKOLoraを見ています” 状況は徐々に形になりつつあります.
要約Y
低電力ワイドエリアネットワーク (LPWAN) モノのインターネットの不可欠な部分です. 柔軟で拡張可能な特性を備えており、規模を大きくすることも小さくすることもできます。. これは、モノのインターネット業界の成長と探索の段階で必要です。. モノのインターネットに最適な技術と言われています. LoRaは安全で信頼性があります, 双方向認証などの機能を備えています, エンドツーエンド暗号化, と完全性の保護. これは、セキュリティ設計において包括的で前向きです。, しかし、モノのインターネットのセキュリティは無視できません, そして業界は協力してそれを促進し続ける必要があります.
