Volledig begrip van LoRa en LoRaWAN

LoRa is een draadloze technologie voor lange afstand radiofrequentie. Inducerend, Wide area-netwerken met laag vermogen (LPWANS) om gegevens over een groter bereik van maximaal 10 km. LoRaWAN is een gelicentieerd en gelicentieerd frequentie-LPWAN-protocol waarmee het door Lora-technologie geïnduceerde IoT (Internet van dingen) connectiviteit is bereikt.

Invoering

Je zou denken, de globalisering van de wereld vertraagt ​​niet snel. Raad nogmaals. Het proces is niet zo naadloos als men zou denken. Globalisering is gewoon, dis-isolatie. En om dat te laten gebeuren, optimale communicatie moet worden bereikt tussen technologische fysieke apparaten, en verzendt een bericht naar de gebruiker via het LoRa-datanetwerk wanneer hij rook waarneemt in de buurt van zijn opgestelde positie, elektronische apparaten en software over de hele wereld via de juiste transmissiekanalen, in een proces dat bekend staat als de Internet of things-connectiviteit. Het toenemende aantal en de verbetering van de technische aspecten van technologische apparaten zonder gelijke vooruitgang in hun communicatiemiddelen of -technieken hebben geleid tot globalisering en IoT's connectiviteit dilemma LOReen en LORAWAN zijn ontworpen om op te lossen.

Wat is LOReen?

LoRa is een technologie die een LPWAN-omgeving van LoRaWAN biedt waarmee apparaten met een laag vermogen gegevens kunnen verzenden met Chirp spread spectrum gemoduleerde radio licentievrije en gelicentieerde frequenties over een zeer groot bereik van tientallen kilometers. Het woord LoRa is een acroniem bedacht uit de eerste twee letters van de woorden Hetng Uitge. Lora-technologie werkt als een modulatie voor Low-power wide-area-netwerken (LPWANS) en het beïnvloedt de transmissie en communicatie van deze netwerktypes op het volgende aantal manieren::

• LoRa standaardiseert Wide Area Networks (WANS) door hun communicatiebereik met maar liefst een paar kilometer te vergroten. Het doet en tegelijkertijd vermindert de energie die nodig is voor transmissie. LoRa en LoRaWAN kunnen dit bereiken door het aantal bandbreedtes dat bij verzending wordt gebruikt te verlagen.
• De Chip spread spectrum modulatie van de frequenties van de LoRa-technologie, verhoogt de efficiëntie van de gegevensoverdracht door de kans op storingen te verkleinen tot bijna 0%.

De Lora-technologie bestaat uit twee hoofdonderdelen die samenwerken als een enkele eenheid.

• De LoRa-technologie of fysieke laag: De fysieke LoRa-laag is de hardwarelaag die de link definieert - in de vorm van een LoRa-chip die de elektrische speciatie van de gegevens geeft - waardoor de communicatie van apparaten kan plaatsvinden in een IoT-verbinding.
• het protocol, ook bekend als de communicatielaag - die is gebouwd op de fysieke LoRa-laag - die de beveiliging regelt, integriteit en andere gerelateerde factoren van de gegevens die worden verzonden en bewaakt ook het communicatieproces dat wordt geïnduceerd door LoRa-technologie in een IoT-project.

Bovenstaande LoRa versus LoRaWAN ’s uitleg doet ons inzien dat de combinatie van de LoRa + LoRaWAN maakt van het gehele LoRa-communicatienetwerk een Wide Area Network met laag vermogen (LPWAN).

Hoe werkt LoRaWAN precies als een LPWAN? Je vraagt ​​je misschien af.

LoRaWAN Netwerk Fundamentals

LoRa-technologie maakt gebruik van veel Low-power wide area-netwerken, maar, LoRaWAN wordt meer gebruikt dan andere.

LoRaWAN-netwerk is verantwoordelijk voor het communicatieprotocol van het LoRa-systeem, waaronder:, zorgen voor de veiligheid en integriteit van de gegevens die worden gecommuniceerd via de LoRa-technologie. LoRa en LoRaWAN zijn dochterondernemingen van de LoRa Alliance. Met behulp van de LoRa-technologie, LoRaWAN helpt bij het verzenden van uw gegevens over een gemiddelde afstand van 9 km. De LoRaWAN heeft een netwerkarchitectuur van een ster-topologische verbindingsstructuur. Geconfigureerd om de optimale overdracht van gegevens mogelijk te maken in communicatie tussen de netwerkserver en LoRa-sensorische knooppunten.

In LoRaWAN Netwerkgegevens worden gecommuniceerd via radiofrequenties, het kunnen ofwel licentievrije frequentiebanden zijn die specifiek zijn voor bepaalde regio's, zoals:; 915 MHz en 868 MHz voor respectievelijk Noord-Amerika en Europa. OF, de gegevens kunnen worden verzonden via gelicentieerde frequentiebanden.

Je zou kunnen denken en natuurlijk, het is redelijk om aan te nemen dat er heel veel energie en kracht wordt gebruikt om zo'n prestatie te bereiken.

Raad eens?

Je hebt het fout. Het stroomverbruik is aanzienlijk lager in vergelijking met andere communicatienetwerken met een lager bereik.

Hoe is dit bereikt?? Je vraagt ​​je misschien af.

Een bepaalde wetenschappelijke wet leidde tot de conclusie dat het bereik van een bepaald wide area-netwerk alleen kan worden vergroot door ofwel het stroomverbruik te verhogen of de bandbreedte te verminderen.

Met andere woorden, Met LoRaWAN-netwerk kunnen uw elektronische apparaten met laag vermogen communiceren via een draadloze verbinding met groot bereik met internettoepassingen.

LoRaWAN technologische stapel

LoRaWAN-technologische stack is een technologische LoRaWAN-server die is uitgerust met functies die eenvoudig kunnen worden geïntegreerd in het LoRaWAN-netwerk en worden gebruikt om de gateways van het netwerk te beheren, gebruikers, apparaten en toepassingen. De specifieke kenmerken van de LoRaWAN-technologiestapel zijn meestal specifiek voor het merk, hoewel:, een typische LoRaWAN-technologiestack moet compatibel zijn met de A, B, C-bedieningsmodi, alle regionale parameters en ook alle versies van LoRaWAN.

Enkele andere kenmerken die alle technologische LoRaWAN-stacks gemeen hebben, zijn::

• Beveiligingsgarantie; LoRaWAN-technologische stacks bieden en beheren de beveiliging van het LoRaWAN-netwerk door state-of-the-art coderingsbeveiliging en zorgen voor identiteitsbevestiging voordat een gebruiker een sessie op het LoRaWAN-netwerk krijgt.
• Dankzij het LoRaWAN-stacks-ontwerp kunnen ze dienen als standaardintegratie in LoRaWAN-protocoloplossingen.
• LoRaWAN-stacks kunnen worden gebruikt om LoRaWAN-netwerkgateways te configureren en te optimaliseren om de efficiëntie te verbeteren, stroomverbruik verminderen en dus:, kosten.

Enkele voorbeelden van LoRaWAN-stacks-merken zijn The Things Network Stack V3, Semtech LoRaWAN-netwerkstacks enz.

LoRaWAN-netwerkelementen: Een introductie

Met LoRaWAN heb je een stabiele internetverbinding met apparaten met een laag stroomverbruik

LoRaWAN Network werkt door het collectief functioneren van verschillende elementen. Waarvan sommige omvatten::

• De frequentie waarmee wordt gecommuniceerd. De frequenties kunnen vergunningsvrij of vergunningsvrij zijn.
• Eindknooppunten of apparaten: Een eindknooppunt is een apparaat of een ander object dat is uitgerust met een frequentiezender en andere functies waardoor het in staat is om op laag vermogen te communiceren met een LoRaWAN-gateway.
• poort: signaalontvangst en zendantennes.
• Network Serve bestuurt de software die toezicht houdt op de juiste routering van alle gecommuniceerde gegevens.
• Applicatiesoftware die wordt uitgevoerd op de netwerkserver.

Op LoRa gebaseerde END-apparaten

Op LoRa gebaseerde END-apparaten, ook wel LoRa End-knooppunten genoemd. Een LoRa End-knooppunt is een apparaat dat meestal op batterijen werkt en is uitgerust met componenten die ervoor zorgen, Kenmerken, waardoor het kan communiceren met een LoRa-gateway in een LoRaWAN-communicatienetwerk.

LoRa-gebaseerde eindapparaten zijn uitgerust met een LoRa-knooppuntprintplaat, een radiomodule en gedrukte antennes voor draadloze signaalcommunicatie met de LoRa-gateway.

LoRa-knooppunten zijn ook uitgerust met microprocessors van sensoren voor het detecteren en verwerken van signalen en specifieke wijzigingen en acties.

Sommige op LoRa gebaseerde eindapparaten zijn uitgerust met sensoren die:;

• Detecteer temperatuur:,
• Kan beweging detecteren en opnemen
• Kan een val detecteren

Opmerking: In het LoRaWAN-netwerk, Twee op LoRa gebaseerde eindapparaten kan niet direct communiceren zonder het gebruik van een LoRa-gateway.

LoRa-gateways

EEN LoRa-gateway is een elektrisch aangedreven apparaat in de LoRa- en LoRaWAN-communicatie Netwerkverbinding die de signalen kan accepteren die worden verzonden door de eindknooppuntapparaten, verwerk het signaal en stuur ze vervolgens naar de juiste LoRa-toepassing. Een typische LoRaWAN-netwerkverbinding omvat meestal meer dan één gateway.

LoRa Gateways zijn uitgerust met de volgende hieronder genoemde functies en componenten:;

• Een microprocessor die wordt gebruikt bij het verwerken van gegevens.
• Een printplaat met een radiomodule, gebruikt bij het communiceren van radiofrequenties.
• Een Ethernet-poort en kabel waarmee de gateways toegang hebben tot internet.

LoRa-gateways zijn ontworpen om gelijktijdig naar meerdere radiofrequenties tegelijk te luisteren.

Er zijn verschillende merken LoRa Gateways beschikbaar en elk heeft specifieke kenmerken naast deze algemene kenmerken.

LoRa-netwerkserver

• LoRa-netwerkserver begeleidt en beheert het gehele communicatieproces. Het zijn meestal cloudgebaseerde platforms van het LoRaWAN-netwerk en door middel van de applicatiesoftware die op het cloudsysteem is geïnstalleerd, zijn ze primair verantwoordelijk voor:
• Zorgen voor de veiligheid van de LoRaWAN-verbinding door ervoor te zorgen dat de applicatieserver de authenticiteit van de identiteit van elk gebruikersapparaat correct valideert voordat een server wordt verleend en ook interferentie voorkomt.
• Toezicht houden op en zorgen voor de juiste bidirectionele routering van gegevens. Dat is, ofwel van de END-nodes naar de specifieke LoRa-applicaties met de UPLINK of datacommunicatie van LoRa-applicaties naar de End-nodes.
• Optimalisatie van de levensduur van de batterij van op LoRa gebaseerde eindapparaten om hun levensduur van de batterij te behouden en ook om de integriteit en efficiëntie van het gehele LoRa- en LoRaWAN-communicatienetwerk te behouden.

Een LoRa-netwerkserver moet compatibel zijn met alle beschikbare versies van LoRaWAN.

LoRa-toepassingsserver

De hoofdfunctie van de LoRa-toepassingsserver is het decoderen en verwerken van de gegevens die worden verzonden van LoRa-eindknooppunten naar de LoRa-toepassingen en het coderen van gegevens die door de LoRa-toepassingen naar de eindknooppunten worden verzonden. De meeste merken LoRa-toepassingsservers bieden u de flexibiliteit om uw cloudsysteem voor persoonlijk gegevensbeheer eenvoudig te koppelen aan het Lora-netwerk.

LoRaWAN-netwerkelementen: Apparaat inbedrijfstelling

Om een ​​apparaat een sessie in het LoRaWAN-communicatienetwerk toe te kennen, moet de identiteit worden bevestigd door middel van een join-procedure waarbij een activeringsproces is betrokken waarbij bepaalde sleutels en codes worden gegenereerd en gedeeld met het apparaat om het in een LoRa End-knooppuntapparaat te plaatsen.

LoRaWAN-netwerkelementen: Veiligheid

LoRaWAN heeft een zeer standaard coderings- en beveiligingssysteem. Het LoRa-beveiligingssysteem is verdeeld in twee verschillende, maar onderling verbonden lagen.

Ze worden netwerk- en applicatiebeveiliging genoemd. De netwerkcoderingslaag stelt de identiteit en integriteit van het LoRa-eindknooppunt in gebruik.

De applicatiebeveiliging zorgt ervoor dat de eigenaar van de netwerkcloud die u gebruikt geen toegang heeft tot uw gegevens, als eindgebruiker.

LoRaWAN-netwerk is ook geïntegreerd met nog twee onderscheidende lagen geavanceerde coderingscodes. Zij zijn:

• Een uniek algoritme van 128-bit Netwerksessiesleutel die wordt gedeeld tussen en wordt herkend door de LoRa-eindknooppunten en de netwerkserver.
• Een uniek algoritme van 128-bit Application Session Key dat wordt herkend en gedeeld bij de applicatiehendel in een end-end-verbinding.

Het LoRaWAN-communicatieprotocol versleutelt de gegevens die worden verzonden in het LoRaWAN-netwerk. Aangezien de gegevens via de normale radiofrequentie worden verzonden, moeten ze worden gecodeerd via een ander mechanisme of protocol. Alle gegevens in het LoRaWAN-netwerk worden meestal twee keer versleuteld.

In een typisch LoRaWAN-communicatienetwerk omvat de coderingsgegevensstroom::

• De End-knooppunten versleutelen eerst de gegevens die ze via hun sensoren hebben verzameld.
• De Node-gecodeerde gegevens worden vervolgens gecodeerd met een tweede coderingslaag door het LoRaWAN-protocol.
• Vervolgens worden de node en LoRaWAN-protocol-gecodeerde gegevens vervolgens verzonden naar de LoRa-gateway die de gegevens op zijn beurt via internet naar de LoRa-applicaties verzendt.
• De netwerkserver die deze transmissie beheert en ook de netwerksessiesleutels deelt met de eindapparaten, decodeert vervolgens de knooppuntcodering met de netwerksessiesleutels die hij bezit en verzendt de gegevens naar de applicatieserver.
• De resterende knooppuntcodering op de gegevens wordt vervolgens gedecodeerd door de applicatieserver met de applicatiesessiesleutel.

De LoRa-aanmeldprocedure

De activering van een nieuw apparaat dat lid wordt van het LoRa-communicatienetwerk kan worden voltooid door een van de twee onderstaande processen:

• Activering door personalisatie (ABP)
• Over-the-air activering (OTAA)

Aan het einde van het activeringsproces, zowel de netwerksessiesleutel als de applicatiesessiesleutel zouden zijn gedeeld met het nieuwe apparaat, die nu zou worden aangeduid als End node device.

Activering door personalisatie (ABP)

De ABP-methode om lid te worden van het LoRa-netwerk houdt in dat een nieuw apparaat wordt toegevoegd zonder een aantal specifieke sessiesleutels zoals AppEUI, DevEUI, enz. ermee gedeeld. In plaats daarvan, de sessiesleutels inclusief:, FNwk_SIntKey en ongeveer drie anderen, zou direct worden opgeslagen in het eindapparaat. Een apparaat kan alleen worden geactiveerd via het ABP-proces als het al over de vereiste informatie voor LoRa-netwerkdeelname beschikt, aan het begin.

Over-the-air activering (OTAA)

De over-the-air activeringsprocedure omvat de directe communicatie tussen een eindapparaat met de netwerkserver. Dit activeringsproces wordt alleen gekozen wanneer het eindapparaat wordt gereset.

Het OTAA-proces omvat::

• Het nieuwe apparaat stuurt een specifiek verzoek naar het LoRaWAN-netwerk naar de LoRa-netwerkserver.
• De netwerkserver ontvangt het bericht en interpreteert het als ongeldig of geldig. Indien geldig, er wordt een authenticatie- of sessiesleutel gegenereerd

LoRa-apparaatklassen

Het talrijke scala aan velden waarin LoRa kan worden toegepast, heeft geleid tot het categoriseren van verschillende LoRaWAN-apparaten in verschillende klassen.

De drie klassen van LoRa-apparaten zijn klasse A, B en C.

KLASSE A LoRa-apparaten

Eindapparaten geclassificeerd als klasse A zijn als enige verantwoordelijk voor het initiëren van communicatie in een LoRaWAN-netwerk. De netwerkserver kan geen communicatie initiëren in een klasse A-communicatie. Het klasse A-eindapparaat initieert de communicatie door gegevens over een specifieke radiofrequentieband naar de LoRa-applicaties te verzenden. Het zal dan luisteren en wachten op de gegevens die via die specifieke frequentie zijn ontvangen. Als de LoRa-gateway de informatie niet kan ontvangen. Het eindknooppuntapparaat luistert dan naar een andere frequentie waarmee de LoRa-gateways en netwerkservers meer vertrouwd zijn. Om te controleren of de gegevens op die frequentie zijn geaccepteerd in plaats van op de frequentie waarmee ze zijn gecommuniceerd.

• Alle LoRaWAN-eindapparaten moeten klasse A . kunnen ondersteunen.
• Klasse A LoRa-apparaten zijn bidirectioneel waarbij elke uplink-transmissie van gegevens van de eindapparaten naar de LoRa-applicatie gepaard gaat met twee korte downlink-transmissies van gegevens van de applicatie naar de eindknooppunten.
• ALOHA-protocoltype wordt waargenomen in Klasse A LoRa-apparaten
• Klasse A-apparaten zijn zeer efficiënt omdat het stroomverbruik kan worden geoptimaliseerd en dus, kan werken op het laagste vermogensniveau van alle klassen.

Klasse B LoRa-apparaten

Klasse B LoRa-apparaten werken op batterijen en hoewel, vergelijkbaar in werking met klasse A, het gebruikt meer stroom in vergelijking met klasse A. Omdat, het eindapparaat gaat niet automatisch in slaapstand als er niet naar aangesloten signalen wordt gezocht. Er zijn met tussenpozen verbindingsvensters geopend voor communicatie van gegevens tussen de LoRa-gateways en het eindapparaat in bepaalde periodieke synchronisatie met elkaar.

Klasse C LoRa-apparaten

Klasse C LoRa-apparaten hebben het meeste stroomverbruik van alle LoRa End-apparaatklassen. De eindapparaten sturen altijd actief signalen via radiofrequenties naar de LoRa-gateways en luisteren tegelijkertijd naar frequenties. Klasse C LoRa-apparaten zijn eindknooppunten die u de flexibiliteit en het gemak bieden om op elk moment gegevens te kunnen verzenden.. Klasse C-apparaten werken ook op batterijen.

De identiteitsserver

De identiteitsserver stelt de identiteit vast van gebruikers die lid worden van het LoRa-netwerk. In een LoRaWAN-netwerk, de identiteitsserver registreert apparaten, poorten, gebruikers en toepassingen. Op een manier, de identiteit is de ruggengraat van het LoRaWAN-netwerk, omdat het op meerdere apparaten en op verschillende locaties in de wereld kan draaien.

Modulatie

LoRa is een gepatenteerd modulatieproject van spread spectrum dat is afgeleid van Chirp Spread Spectrum. Het Chirp-spreadspectrum moduleert de frequentie van het LoRaWAN-communicatienetwerk door de gegevenssnelheid van de transmissie binnen een specifieke bandbreedte uit te wisselen voor gevoeligheid. Dit optimaliseert de efficiëntie van het netwerk en vergroot tegelijkertijd het communicatiebereik van het LoRa-netwerk met behoud van een specifieke bandbreedte.

Ffrequentie

LoRaWAN-netwerk verzendt communicatie via draadloze radiofrequentiebanden die ofwel met of zonder licentie kunnen zijn. De licentievrije radiofrequenties zijn gratis, maar, zijn gevoeliger voor interferentie in vergelijking met gelicentieerde frequenties.

Het geheim van de effectiviteit van LoRa- en LoRaWAN-communicatie is het geniale ontwerp van het LoRaWAN-communicatienetwerk dat het Chip Spread-spectrum gebruikt om de frequenties te moduleren terwijl de gegevens via een bepaalde frequentie worden gecommuniceerd. Op zo'n manier dat, zelfs LoRa-communicatie via licentievrije radiofrequentie zo weinig tot geen kans op interferentie. Tegelijkertijd de verbinding goedkoper en efficiënter maken en de gegevens over lange afstanden kunnen verzenden.

In LoRa- en LoRaWAN-communicatienetwerken, de specifieke frequenties kunnen worden geconfigureerd via LoRa-radio's en LoRa-klokken die specifiek zijn voor veel verschillende LoRa-toepassingen.

Enkele voorbeelden van licentievrije MHz-radiofrequenties.

Azië: 169MHz, 433MHz

Noord Amerika: 915 MHz

Regelgevingsoverwegingen voor LoRa met licentievrije frequentie

Aangezien LoRa en LoRaWAN datacommunicatie verzenden via radiofrequentiebanden. LoRa Network maakt voornamelijk gebruik van de licentievrije frequenties, dat is, die frequenties hoeft u geen vergunning van de overheid te verkrijgen om signalen uit te zenden via. De licentievrije frequenties zijn specifiek voor elke geografische regio en locatie. Voor veiligheids- en efficiëntiedoeleinden. De regering van elke regio fronst de wenkbrauwen bij het uitzenden via de frequentieband die niet is gespecificeerd voor uw locatie. Daarom, bij gebruik van het LoRa-netwerk, uw LoRa-radio's en klokken moeten worden geconfigureerd voor de frequentiebanden die specifiek zijn voor uw locatie.

Overweging met LoRaWAN-bandbreedte

Gegevensbytes in zijn digitale formaat worden verzonden in het LoRaWAN-netwerk.

LoRaWAN-netwerk Gegevensoverdrachtsnelheid heeft een limiet van ongeveer 100 bytes, alleen zoveel gegevensbelasting kan effectief tegelijk worden gecommuniceerd tussen een enkel eindknooppuntapparaat en gateway. Hoewel het LoRaWAN-netwerk vaak gelijktijdige communicatie omvat tussen end-multiple end-node-apparaten en een enkele gateway.

Adaptieve gegevenssnelheid

De gegevenssnelheid van het LoRaWAN-communicatienetwerk is adaptief in de zin van zijn dynamiek in de uitwisseling van de gegevenssnelheid voor meer gevoeligheid en ook de netwerkselectie van alleen specifieke gegevens, wat leidt tot de verminderde gegevenssnelheid binnen de LoRaWAN-communicatie. De spread spectrum gemoduleerde LoRaWAN-frequentie voorkomt dat de verschillende datasnelheden met elkaar interfereren. Daarbij, het optimaliseren van de efficiëntie van de gateways en het totale netwerk.

LoRa-bereik

De LoRa-technologie is gebaseerd op het verminderen van de bandbreedteconcentratie om het bereik te vergroten en het stroomverbruik te verminderen voor de overdracht van kleine gegevens over lange afstanden.

LoRa-bereik kan ook worden beïnvloed door de fysieke locatie. Het bereik van een specifieke LoRaWAN-versie zal korter zijn in een verstedelijkte gemeenschap vol met clusters van gebouwen, in vergelijking met een landelijke gemeenschap die steeds minder bijgebouwen heeft en dus, minder kans op obstructie van de zendfrequentie.

Is LoRaWAN beter dan zijn concurrenten??

De LoRa- en LoRaWAN-communicatienetwerken zijn gewoon beter dan andere.

LoRaWAN, behalve dat het het meest gebruikte Low power wireless wide area netwerk is, andere LPWAN-connectiviteitsopties zoals NB-IoT zijn niet zo kosteneffectief als LoRaWAN. De bandbreedte van het LoRaWAN-communicatienetwerk is relatief lager dan die van andere LPWAN's en dit geeft het meer dekking en een groter bereik in vergelijking met zijn concurrenten. Ook, LoRaWAN kan in een breder scala aan velden worden toegepast in vergelijking met zijn concurrenten van Farming, bij de toepassing van LoRaWAN in slimme watermeters voor irrigatie voor industrieën en normale huishoudelijke voorzieningen. LoRaWAN-sensoren en -technologie breiden zich ook uit naar de toepassing voor slimme gebouwen, waar de LoRa-technologie kan worden gebruikt om bepaalde atmosferische omstandigheden te bewaken, zoals; temperatuur-, vochtigheid. De toepassing van LoRa-technologie in de beveiliging en het algemeen onderhoud van gebouwen wordt ook snel geaccepteerd. Terwijl, de toepassing van andere LPWAN's is zeer beperkt in vergelijking.

Kenmerken van LoRa en LoRaWAN

• LoRaWAN-netwerk heeft een bandbreedte van 125 kHz
• De minimale gemiddelde levensduur van de batterij van op LoRa gebaseerde eindapparaten is: 7 jaar.
• De gateways hebben een piek- en slaapstroom van ongeveer 32 respectievelijk mili-ampère en 1microampère.
• Alle gegevens die in het LoRaWAN-netwerk worden verzonden, worden tweemaal gecodeerd
• Apparaten kunnen communiceren en gegevens verzenden in het LoRaWAN-netwerk met een laag stroomverbruik over een zeer groot bereik van ongeveer 10 km.
• In het LoRaWAN-netwerk, gegevens worden overgedragen via radiofrequentie (Licentievrije frequentiebanden worden vaker gebruikt)
• Het LoRa-netwerk is opgebouwd uit componenten zoals End nodes, Poorten, Netwerkservers, Identiteitsservers, LoRa-applicaties en software.
• LoRaWAN-communicatienetwerk is zeer kosteneffectief.

Voordelen van LoRaWAN

• Een LoRa-gateway kan effectief communiceren en gegevens uitwisselen met meerdere eindknooppunten
• Interferenties worden gereduceerd tot verwaarloosbare storingen door de chirp spread spectrum modulatie.
• LoRaWAN-technologie is zeer beveiligd met geavanceerde coderingslagen.
• De op LoRa gebaseerde End-apparaten hebben een zeer lange batterijduur.
• Het LoRaWAN-netwerk heeft een eenvoudige en gemakkelijk te begrijpen topologie.
• De frequenties waarover de gegevens worden overgedragen, hebben geen licentie, wat de bedrijfskosten aanzienlijk verlaagt.
• LoRa-technologie heeft een zeer groot bereik van gegevensoverdracht, meestal enkele kilometers.
• Het stroomverbruik bij datacommunicatie is zeer laag en conservatief.

nadelen

• De datasnelheid van het LoRaWAN-communicatienetwerk is laag.
• De niet-gelicentieerde frequentiebanden voor gegevensoverdracht kunnen gevoelig zijn voor interferentie.
• Het ontwerp van het LoRaWAN-netwerk ondersteunt de overdracht van grote gegevensbelasting niet.

LoRaWAN Hverhaal

LoRa bestaat nu tien jaar en is wereldwijd door honderd miljoen apparaten geadopteerd, het gebruik van IoT verhogen.

In 2009, twee vrienden die hetzelfde doel hadden (het opbouwen van een technologie van lange afstand;, laag vermogen modulatie) ontmoet in Frankrijk. Nicholas Sornin en Olivier Seller hebben ondanks de tegenslagen hun tijd en toewijding aan deze ontwikkeling gegeven. Dit duo kwam in contact met François Sforza, die later hun partner werd.

In mei 2012, Semtech kocht cycleo met overtuiging over de mogelijkheden van LoRa en in februari 2015, LoRa Alliance werd opgericht en het protocol kreeg toen de naam LoRaWAN. Een van de doelstellingen van Semtech is het vereenvoudigen en versnellen van het proces dat nodig is om het IoT te ontwikkelen door nieuwe diensten en producten beschikbaar te stellen. Dit maakt LoRa en LoRaWAN de beste keuze bij het bouwen en beheren van IoT.

LoRa en LoRaWAN in een Nkortom

LoRa is een frequentiemodulatietechnologie die is ontwikkeld voor draadloze Local Area-intercommunie die behoort tot de klasse van LPWAN-bedradingstechnologie.

LoRa, een draadloos radiofrequentiesysteem is van Semtech. Dit is een e-pijler van LoRa Alliance. Sinds de oprichting van LoRa Alliance in 2015, het aantal mensen dat bij het team komt, is gestaag toegenomen.

LoRa en LoRaWAN in Context

LoRa en LoRaWAN werken op een lage frequentie in vergelijking met mobiele netwerken. Dit wordt een ongelicentieerd spectrum genoemd. wereldwijd, veel mensen gebruiken LoRa en LoRaWAN, meestal de Europese telecommunicatiebedrijven en operators

Om ervoor te zorgen dat het LoRaWAN-netwerk veel landen bestrijkt, mobiele operators hebben hun tijd besteed aan de ontwikkeling ervan. Ondanks dit, het LoRaWAN-netwerk kan bepaalde landen niet dekken. Dit is te wijten aan de toestand van de markt en zijn geschiedenis.

Het zich ontwikkelende LAPWAN-ecosysteem en LoRa, LoRaWAN

Het LPWAN-systeem is jaren geleden ontstaan. echter, het kreeg pas een paar jaar geleden aandacht. Dit is te wijten aan:

• Met toevoeging van cellulair LPWAN, de snelheid waarmee mensen LPWAN adopteren is hoog.
• LPWAN op cellulair niveau heeft veel reacties veroorzaakt.
• De LPWAN-markt maakt een hoge groei door. In de niet-cellulaire markt, de facto ontwikkelt en ondergaat evolutie en is vrij jong. Dus, ondanks dat ze een beperkt gebied in de IoT-markt krijgen, LPWAN maakt sterke groei door.

Sommige operators geven er echter de voorkeur aan om cellulair en niet-cellulair te mengen waar ze kunnen. Orange geeft de voorkeur aan LoRaWAN en LTE-M als aanvullingen in plaats van concurrenten.

Het lage bereik, Kracht en bandbreedte als de LoRaWAN Standaard:

Bij een Frans bedrijf genaamd Cycleo, ingenieurs werkten aan de frequentiegolftechnologie die LoRaWAN . voortbracht. Na een periode van onderhandelingen, door 2012, SEMTECH had Cycleo . al gekocht. LoRaWAN is formeel ontwikkeld door LoRa Alliance en staat voor MAC-laagprotocol. Het LoRaWAN-protocol wordt gebruikt door meer dan zeventig operators en LoRaWAN IoT is gedistribueerd naar meer dan honderd landen. LoRaWAN maakt gebruik van regiospecifieke licentievrije frequenties.

NSverschil tussen LoRa en LoRaWAN

LoRa versus LoRaWAN kan eerst worden onderzocht in termen van OSI-lagen, er is een verschil tussen LoRa en LoRaWAN. Er zijn echter verschillende lagen aan dit model. De eerste is de fysieke laag, de LoRa die communicatieverbindingen over lange afstand mogelijk maakt. LoRaWAN heeft te maken met het communicatieprotocol en de structuur van het systeem. gewoon, LoRaWAN is het WAN-netwerk.

LoRaWAN in openbaar netwerk en privénetwerk

LoRaWAN is opgericht voor toepassingen en sensoren die alleen kunnen werken door binnen enkele uren kleine hoeveelheden gegevens af en toe over grote afstanden te verzenden en te ontvangen. Het netwerk wordt grotendeels bepaald door de toegankelijkheid van de gebruiker. Dit netwerk kan privé of openbaar zijn.

De openbare LoRaWAN:

Dit wordt gebruikt en gereguleerd door telefoonoperators. De openbare LoRaWAN ondersteunt verschillende applicaties van verschillende organisaties. Hieronder vindt u de stappen om deze connectiviteit te bereiken::

• Koop een abonnement
• Installeer sensoren op de plaats van de operator
• Start de sensoren
• Zorg dat de gegevens op de operator zitten en verzend deze naar waar ze kunnen worden verwerkt.

Privé LoRaWAN-netwerk:

Private LoRaWAN-netwerken zijn nuttig voor een enkele entiteit na installatie. In dit netwerk, een gebruiker beheert zijn IoT-sensoren en netwerkstructuur.

U kunt deze verbinding tot stand brengen met de volgende hieronder genoemde stappen::

• Koop het specifieke gatewaynummer dat optimaal is voor het door u gekozen verbindingstype.
• Stel de sensoren op de site in
• Organiseer de sensoren in de gateways.
• Een gateway-gegevensverwerkingsplatformverbinding maken.
• Activeer de sensoren.

Barriers om netwerken te bouwen met LoRaWAN

LoRaWAN is geweldig voor veel toepassingen, maar niet voor een particulier netwerk. De redenen zijn::

Samenloop van verschillende gateways geeft ruimte voor interferentie; wanneer LoRaWAN wordt gebruikt, het draait naar dezelfde frequentie en heeft toegang tot het verkeer.

Ontvangst van berichten is niet verzekerd.

Er is veel werk voor nodig om het te ontwikkelen; momenteel, geen enkele leverancier kan een end-to-end oplossing bieden voor LoRaWAN. De moeilijkheid is dat je met verschillende leveranciers moet werken om gateways te krijgen, knooppunten en andere dingen waaruit het systeem bestaat. Dit zorgt voor veel werk voor de gebruiker.

Een taakkring creëert een enorme beperking. In openbare netwerken, het gebruik van de 868MHz-band brengt veel tegenslagen met zich mee. De gemiddelde tijdsduur die een gateway in een bepaalde periode kan verzenden, gaat niet verder dan één procent. Hierdoor, de LoRaWAN-gegevensbelasting, dat is, de hoeveelheid gegevens die op een bepaald moment kan worden verzonden, is beperkt.

thij LoRa Aliance

De LoRa Alliance die is opgericht in 2015 is een non-profitorganisatie die haar tijd en werk besteedt aan het zien van de consistentie van LPWAN, evenals haar wereldwijde bekendheid en promotie. De missie van LoRa Alliance is het stimuleren en versnellen van de snelheid waarmee mensen het LoRaWAN-netwerk adopteren. Dit wordt bereikt door te zorgen voor de synergie van alle LoRaWAN-technologieën en -producten, het IoT helpen een grotere toekomst over te brengen. De LoRa Alliance heeft meer dan vijfhonderd leden van verschillende bedrijven. De leden van LoRa Alliance kunnen deelnemen aan beurzen die wereldwijd plaatsvinden. De leden profiteren ook van het actieve ecosysteem en bijdragers die oplossingen bieden, producten en diensten om zakelijke kansen te creëren.

Hhoe kan ik full-duplex LoRa-communicatie tot stand brengen tussen twee knooppunten??

Het doel van IoT is om conventionele detectieapparaten te helpen gegevens te delen met meerdere apparaten en samen een goede service te bieden. Bijvoorbeeld, IoT kan in een omgeving worden toegepast om de atmosfeer te bewaken en informatie of waarschuwingen te geven. Net zoals draadloze technologieën op korte afstand binnenshuis worden gebruikt, technologieën zijn ingevoerd om een ​​draadloos buitennetwerk met een groter bereik te bieden, zoals LoRa. Er zijn veel technologieën toegepast om de overdracht van gegevens mogelijk te maken van de sensoren die IoT vormen. Full-duplex transmissie van gegevens houdt eenvoudigweg in dat de signaaldrager wordt geïnduceerd, gelijktijdig, bidirectionele overdracht van gegevens in een bepaald communicatienetwerk. In dit netwerk, twee nodes dienen als zendontvanger en hebben een LoRa-protocol.

Tijdens verzending, elke zender in de buurt van uw ontvanger verliest volledig het vermogen om te ontvangen en een korte periode nadat de verzending is voltooid. Een full-duplex heeft de twee betrokken frequenties nodig om ver van elkaar verwijderd te zijn en heeft ook filters op de ontvanger nodig om het signaal van de zender tegenover. Ook, u kunt geen gegevens tegelijk verzenden en ontvangen tussen twee knooppunten zonder de gebruikelijke LoRa-apparaten die in de knooppunten worden gebruikt. Ze kunnen zowel ontvangen als zenden. Gateway gebruikt LoRa-apparaten met verschillende kanalen, dus identificeer een apparaat dat het equivalent van ongeveer acht LoRa-apparaten met één knooppunt gebruikt.

Is het LoRaWAN-communicatienetwerk het antwoord op Smart Buildings en Smart Cities??

LoRaWAN biedt een energiezuinige oplossing voor het succesvol verzenden van gegevens naar verre afstanden. Om dit probleem te beteugelen en een groter gebied te bestrijken, je kunt een LoRaWAN mesh-netwerk bouwen. Met dit netwerk kunt u gegevens over lange afstanden verzenden omdat een knooppunt als een repeater fungeert. Het LoRaWAN mesh-netwerk garandeert datatransmissie en maakt het bouwen van flexibele en grotere netwerken mogelijk die weinig energie kosten. LoRa-technologie is de ideale keuze voor steden die verbonden zijn omdat het een groter signaalbereik heeft en minimaal stroom verbruikt. De structuur van de LoRaWAN smart city is eenvoudig en betaalbaar te repareren en heeft geen licentie nodig. Deze technologie kan gegevens verzenden en ontvangen en berichten afleveren in afgelegen gebieden.

LoRa en Raspberry Pi- Peer om communicatie met Arduino aan te bieden

Een Raspberry-code kan zowel Pi als Arduino ondersteunen om communicatie tussen deze twee mogelijkheden te maken. Radiokopbibliotheek is de onderliggende basis en basis van de Raspberry- en Pi-verbinding. Je moet dit in je Arduino IDE installeren.

Om dit programma te starten:, importeer de seriële randcodebibliotheek om BPI te gebruiken en ook de RH_RF95-bibliotheek van de radiokop. Dit is om LoRa-communicatie uit te voeren.

Identificeer de pin van Arduino waarmee u de CS . hebt aangesloten, RST, en INT-pin van Arduino en LoRa.

Laat zien dat een frequentie van 434MHz op de module wordt gebruikt en activeer vervolgens de module.

Reset de LoRa-module in de setup naar tien milliseconden.

Activeer het met de module die je hebt gemaakt met de radiokop.

Stel het zendvermogen en de frequentie in voor de LoRa-server.

Stuur het datapakket door de LoRa-module binnen de oneindige lus.

LoRa en MQTT

MQTT wordt gebruikt om communicatie tussen netwerkservers en gateway tot stand te brengen. De gegevens worden gecommuniceerd tussen meerdere apparaten door het MQTT-protocol. Het MQTT-protocol wordt meestal gebruikt om interferenties in onbetrouwbare netwerken te verminderen, vatbaar voor onderbrekingen. De server verzamelt deze berichten en clients die kunnen lezen en schrijven naar de MQTT-broker. De klant moet de onderwerpen identificeren waarop hij wil schrijven of waarop hij zich wil abonneren. Alle onderwerpen kunnen worden geselecteerd. Meestal, de MQTT-makelaar werkt op de machine van de server. De gateway schrijft de zichtbare payload die van het apparaat is ontvangen met aanvullende informatie zoals de frequentie en tijd waarop een uplink wordt verzonden. MQTT helpt de apparaten bij ondernemende gegevensintegratie voor gegevensprivé LoRaWAN-bewerkingen die op eenvoudige manieren zijn geplaatst, zodat een klant het kan begrijpen. De MQTT-makelaar blokkeert ook gevaarlijke gateways om toegang te krijgen tot de uplinks van andere gateways als ze goed zijn geconfigureerd.

Hardware-architectuur

Micro-VS-invoer: Deze functie wordt gebruikt om stroom te leveren

USB-connector (Gastheer): dit is een uitgangspoort voor de Raspberry Pi

Raspberry-voedingsingang

HDMI: digitale video-uitgangsinterface: (HD)

Koptelefoon aansluiting

Ethernet-interface

Hom de hardware aan te sluiten

Verbind uw gatewaymodule RHF0M01-868 met PR12 Bridge RHF4T002 met Raspberry Pi3

Sluit uw USB-connector aan op uw Raspberry-voedingsingang met behulp van een USB-kabel

Sluit uw USB naar UART-adapter vervolgens aan op de GP10 in de Raspberry Pi

Sluit uw USB aan op een UART-adapter en vervolgens op uw computer

Sluit de USB-ingang aan op een 5 Volt per 2.1 Ampèremeteradapter met een micro-USB-kabel van 100 cm.

Software-architectuur

Arduino: Dit wordt gebruikt om de sensuele poort LoRaWAN met GPS te openen en er ook signalen naar te verzenden

Stopverf: deze tool bevat een seriële en een SSH-terminal die wordt gebruikt bij het besturen van de Raspberry Pi. Het is ook een internetbrowser die wordt gebruikt om toegang te krijgen tot de LoRaWAN-server van de RHF2001-interface. Chrome is hier het beste voor).

How om verbinding te maken

1) Voed uw pc en sluit deze aan op putty

1. een) controleer je verbindingen
2. B) Open uw bestandsbeheerder om uw stopverf in te stellen
3. C) Voorzie uw gateway van stroom
4. NS) Gebruik RHF2S001 naar de router met behulp van een Ethernet-kabel
5. e) Controleer het IP-adres en MAC-adres

2) Vergroot het bestandssysteem van uw SD-kaart

3) Gebruik de RHF2001-server

4) Gebruik RHF76-052AM om uw LoRaWAN-server in te stellen

LoRa IOT Khet Caandachtig

LoRa-gateway: Dit apparaat verbindt verschillende soorten netwerken. De LG01 overbrugt het IP-netwerk van het normale internet tot één enkele, naadloze verbinding met het draadloze LoRa-netwerk.

Arduino: dit is een elektronisch platform dat gebruik maakt van 'gemakkelijk te gebruiken software en hardware'. Het is ideaal voor iemand die een interactief project opzet.

LoRa-schild: dit wordt gebruikt om een ​​sensorknooppunt te bouwen. Dit voegt aan het Arduino-bord de LoRa wireless toe.

LoRa GPS-schild: Dit bouwt een sensor door toe te voegen aan het Arduino-bord LoRa draadloos en sensoren.

Sensoren: er zijn verschillende soorten sensoren; het relais, IED, ultrasoon, DHT11, lichtgevoelig, vlam- en zoemersensoren.

LoRa Instructies voor gereedschapsset

• Installeer Arduino IDE en 340 rit
• Upload een LoRa-bibliotheek voor de geïnstalleerde Arduino.
• Optimaliseer de netwerkomgeving om de LG01-N gateway in te stellen.
• Rangschik de componenten en verbind de LG01-N gateway optimaal met internet.
• Download een putty-tool zodat je toegang hebt tot LG01-N met SSH
• Test het LoRaWAN-netwerk
• Een gateway instellen in de TTN-server
• LG01-N-gateway instellen
• Maak een verbinding van de gateway met de LoRaWAN-netwerkserver.
• Configureer de LoRa-communicatiefrequentie van de gateway naar uw specifieke locatie.
• Koppeling met de Cayenne-toepassingsserver tot stand brengen
• Regel de replay met de datacommunicatie van de LoRa-applicatie naar de eindapparaten
• Problemen met het netwerksysteem oplossen.
• Op LoRa gebaseerde versleuteling van eindapparaten en GPS-schilden instellen.
• Stel het ABP-apparaat in TTN in en upload het naar UNO

Some Criteria waarmee u rekening moet houden voordat u uw IoT-serviceprovider selecteert

De verbindingsdiensten die ze aanbieden:

Bekijk de verbindingsservice die uw serviceprovider aanbiedt. Diensten zoals end-to-end complete IoT-verbinding moeten worden geleverd. Evalueer de mogelijkheden van de serviceproviders. Wat mensen nodig hebben, is een plek die hen het advies kan geven dat ze nodig hebben en die hen nauwkeurige en betrouwbare IoT-oplossingen moet kunnen bieden

Jazeker: e-sim maakt het voor een persoon mogelijk om verschillende operatorprofielen naast elkaar op te slaan. e-sim heeft controle over IoT

De verbindingsvereisten:: elke gebruiker heeft een specifieke verbindingsbehoefte waaraan een serviceprovider moet voldoen. Zorg ervoor dat uw serviceprovider aan die behoefte voldoet en uw probleem niet vergroot.