Compreensão total de LORA e LORAWAN

Compreensão total de LORA e LORAWAN

LoRa é uma tecnologia sem fio de Radiofrequência de Longo Alcance. Induzindo, Redes de longa distância de baixo consumo (LPWANS) transmitir dados através de um alcance maior de até 10 km. LoRaWAN é um protocolo LPWAN de frequência licenciado e sem licença através do qual a IoT induzida pela tecnologia Lora (Internet das Coisas) a conectividade é alcançada.

Introdução

Você pode pensar, a globalização do mundo não está desacelerando tão cedo. Adivinhe de novo. O processo não é tão perfeito quanto se poderia pensar. A globalização é simplesmente, desisolamento. E para que isso ocorra, comunicação ideal deve ser alcançada entre dispositivos físicos tecnológicos, sensores, dispositivos eletrônicos e software em todo o mundo por meio de canais de transmissão adequados, em um processo conhecido como Internet das coisas conectividade. O número crescente e o aprimoramento da tecnicidade dos dispositivos tecnológicos sem igual avanço em seus meios ou técnicas de comunicação trouxeram a globalização e IoT dilema de conectividade euoRuma e LORAWAN foram projetados para resolver.

O que é LoRuma?

LoRa é uma tecnologia que fornece um ambiente LPWAN de LoRaWAN através do qual dispositivos de baixa potência podem transmitir dados com frequências licenciadas e livres de licença de rádio modulado de espectro espalhado Chirp em uma faixa muito longa de dezenas de quilômetros. A palavra LoRa é uma sigla criada a partir das duas primeiras letras das palavras Istodo com. A tecnologia Lora atua como uma modulação para redes de longa distância de baixa potência (LPWANS) e influencia a transmissão e comunicação desses tipos de rede das seguintes maneiras:

  • LoRa padroniza redes de longa distância (WANS) aumentando seus alcances de comunicação em até alguns quilômetros. reduz a energia necessária para a transmissão. LoRa e LoRaWAN podem conseguir isso reduzindo o número de larguras de banda usadas na transmissão.
  • A modulação de espectro espalhado por chip das frequências da tecnologia LoRa, aumenta a eficiência da transmissão de dados, reduzindo as chances de interferências para quase 0%.

A tecnologia Lora consiste em duas partes principais que funcionam juntas como uma única unidade.

  • A tecnologia LoRa ou camada física: A camada física LoRa é a camada de hardware que define o link ––na forma de um chip LoRa que dá a especiação elétrica dos dados–– através do qual a comunicação dos dispositivos pode ocorrer em uma conexão IoT.
  • O protocolo, também conhecida como camada de comunicação – que é construída sobre a camada física LoRa – que governa a segurança, integridade e outros fatores relacionados dos dados que estão sendo transmitidos e também monitora o processo de comunicação induzido pela tecnologia LoRa em um projeto de IoT.

O de cima LoRa vs LoRaWAN'A explicação nos faz ver que a combinação do LoRa + LoRaWAN torna toda a rede de comunicação LoRa uma rede de área ampla de baixa potência (LPWAN).

Como exatamente o LoRaWAN atua como um LPWAN? Você pode se perguntar.

euFundamentos de rede oRaWAN

A tecnologia LoRa faz uso de muitas redes de área ampla de baixa potência, mas, LoRaWAN é usado mais do que outros.

A rede LoRaWAN é responsável pelo protocolo de comunicação do sistema LoRa que inclui, garantindo a segurança e integridade dos dados que estão sendo comunicados através da tecnologia LoRa. LoRa e LoRaWAN são subsidiárias da LoRa Alliance. Com a ajuda da tecnologia LoRa, LoRaWAN ajuda a transmitir seus dados a uma distância média de 9 km. O LoRaWAN possui uma arquitetura de rede de uma estrutura de conexão topológica em estrela. Configurado para permitir a transmissão ideal de dados nas comunicações entre o servidor de rede e os nós sensoriais LoRa.

Na rede LoRaWAN os dados são comunicados através de frequências de rádio, eles podem ser bandas de frequência sem licença que são específicas para determinadas regiões, como; 915 MHz e 868 MHz para América do Norte e Europa, respectivamente. OU, os dados podem ser transmitidos em bandas de frequência licenciadas.

Você pode pensar e é claro, é razoável presumir que muita energia e poder são usados ​​para alcançar tal façanha.

Adivinha?

Você está errado. O consumo de energia é consideravelmente menor em comparação com outras redes de comunicação de alcance inferior.

Como isso foi conseguido? Você pode se perguntar.

Uma certa lei científica inferiu que o alcance de qualquer rede de longa distância só pode ser aumentado aumentando o consumo de energia ou reduzindo a largura de banda.

Em outras palavras, A rede LoRaWAN permite que seus dispositivos eletrônicos de baixa potência se comuniquem por meio de uma conexão sem fio de longo alcance com aplicativos acessados ​​​​pela Internet.

euPilha Tecnológica oRaWAN

A pilha tecnológica LoRaWAN é um servidor tecnológico LoRaWAN equipado com recursos que podem ser facilmente integrados à rede LoRaWAN e usados ​​para gerenciar os gateways da rede, usuários, dispositivos e aplicativos. As características específicas da pilha tecnológica LoRaWAN são geralmente específicas para a marca, embora, uma pilha tecnológica típica de LoRaWAN deve ser compatível com o A, B, Modos de operação C, todos os parâmetros regionais e também todas as versões do LoRaWAN.

Alguns outros recursos comuns a todas as pilhas tecnológicas LoRaWAN incluem:

  • Garantia de segurança; As pilhas tecnológicas LoRaWAN oferecem e gerenciam a segurança da rede LoRaWAN por meio de segurança de criptografia de última geração e garantindo a confirmação de identidade antes que qualquer usuário receba uma sessão na rede LoRaWAN.
  • O design das pilhas LoRaWAN permite que elas sirvam como integração padrão em soluções de protocolo LoRaWAN.
  • As pilhas LoRaWAN podem ser usadas para configurar e otimizar os gateways de rede LoRaWAN para melhorar a eficiência, reduzir o consumo de energia e, portanto,, será um grupo de novas empresas da cadeia da indústria.

Alguns exemplos de marcas de pilhas LoRaWAN incluem The Things Network Stack V3, Pilhas de rede Semtech LoRaWAN etc.

Elementos de Rede LoRaWAN: Uma introdução

Elementos de Rede LoRaWAN Uma introdução

LoRaWAN permite que você tenha uma conexão de internet estável com dispositivos de baixo consumo de energia

LoRaWAN Network funciona através do funcionamento coletivo de diferentes elementos. Alguns dos quais incluem:

  • A frequência na qual a comunicação é feita. As frequências podem ser licenciadas ou não licenciadas.
  • Nós finais ou dispositivos: Um nó final é um dispositivo ou qualquer objeto equipado com um transmissor de frequência e outros recursos que o tornam capaz de comunicação de baixa potência com um gateway LoRaWAN.
  • Porta de entrada: antenas receptoras e transmissoras de sinal.
  • O Network Serve controla o software que supervisiona o roteamento adequado de todos os dados comunicados.
  • Software aplicativo sendo executado no servidor de rede.

Dispositivos END baseados em LoRa

Dispositivos END baseados em LoRa

Dispositivos END baseados em LoRa, também chamados de nós LoRa End. Um nó LoRa End é um dispositivo que geralmente é alimentado por bateria e está equipado com componentes que lhe conferem, recursos, permitindo que ele se comunique com um gateway LoRa em uma rede de comunicação LoRaWAN.

Os dispositivos finais baseados em LoRa são equipados com uma placa de circuito de nó LoRa, um módulo de rádio e antenas impressas para comunicação de sinal sem fio com o gateway LoRa.

Os nós LoRa também são equipados com microprocessadores de sensores para detectar e processar sinais e mudanças e ações específicas.

Alguns dispositivos finais baseados em LoRa são equipados com sensores que podem;

  • Detectar temperatura,
  • Pode detectar e gravar movimento
  • Pode detectar uma queda

Observação: Na rede LoRaWAN, Dois dispositivos finais baseados em LoRa não podes comunicar diretamente sem o uso de um gateway LoRa.

Gateways LoRa

UMA Gateway LoRa é um dispositivo alimentado eletricamente na conexão de rede de comunicação LoRa e LoRaWAN que pode aceitar os sinais transmitidos pelos dispositivos do nó final, processar o sinal e, em seguida, encaminhá-los para o aplicativo LoRa apropriado. Uma conexão de rede LoRaWAN típica geralmente inclui mais de um gateway.

Os LoRa Gateways são equipados com os seguintes recursos e componentes listados abaixo;

  • Um microprocessador usado no processamento de dados.
  • Uma placa de circuito com um módulo de rádio, usado na comunicação de radiofrequências.
  • Uma porta Ethernet e um cabo que permitem que os gateways acessem a Internet.

Os gateways LoRa são projetados para ouvir simultaneamente várias frequências de rádio ao mesmo tempo.

Existem várias marcas de LoRa Gateways disponíveis e cada uma delas possui recursos específicos além desses recursos gerais..

Servidor de rede LoRa

  • O servidor LoRa Network supervisiona e gerencia todo o processo de comunicação. Geralmente são plataformas baseadas em nuvem da rede LoRaWAN e por meio do software aplicativo instalado no sistema em nuvem são os principais responsáveis ​​por:
  • Garantir a segurança da conexão LoRaWAN, garantindo que o servidor de aplicativos valide adequadamente a autenticidade da identidade de cada dispositivo de usuário antes que um servidor seja concedido e também evitando interferências.
  • Supervisionar e garantir o roteamento bidirecional adequado de dados. Aquilo é, seja dos nós END para os aplicativos LoRa específicos com o UPLINK ou comunicação de dados dos aplicativos LoRa para os nós finais.
  • Otimizando a vida útil da bateria de dispositivos finais baseados em LoRa para manter a vida útil da bateria e também para manter a integridade e eficiência de toda a rede de comunicação LoRa e LoRaWAN.

Um servidor de rede LoRa deve ser compatível com todas as versões disponíveis do LoRaWAN.

Servidor de aplicativos LoRa

A função principal do servidor de aplicativos LoRa é decodificar e processar os dados transmitidos dos nós finais do LoRa para os aplicativos LoRa e codificar os dados enviados pelos aplicativos LoRa para os nós finais. A maioria das marcas de servidores de aplicativos LoRa permite a flexibilidade de vincular facilmente seu sistema de nuvem de gerenciamento de dados pessoais à rede Lora.

Elementos de Rede LoRaWAN: Comissionamento do dispositivo

Para que um dispositivo receba uma sessão na rede de comunicação LoRaWAN, a identidade deve ser confirmada por meio de um procedimento de junção envolvendo um processo de ativação em que certas chaves e códigos serão gerados e compartilhados com o dispositivo para comissioná-lo em um dispositivo LoRa End node.

Elementos de Rede LoRaWAN: Segurança

LoRaWAN tem criptografia muito padrão e sistema de segurança. O sistema de segurança LoRa é dividido em duas camadas principais diferentes, mas interconectadas.

Eles são chamados de segurança de rede e aplicativos. A camada de criptografia de rede comissiona a identidade e a integridade do nó final LoRa.

A segurança do aplicativo garante que o proprietário da nuvem de rede que você está usando não tenha acesso aos seus dados, como usuário final.

A rede LoRaWAN também é integrada com outras duas camadas distintas de códigos de criptografia avançados. Eles são:

  • Um algoritmo exclusivo de 128 bits Chave de Sessão de Rede que é compartilhado e reconhecido pelos nós finais LoRa e o servidor de rede.
  • Um algoritmo exclusivo de chave de sessão de aplicativo de 128 bits que é reconhecido e compartilhado na alavanca do aplicativo em uma conexão de ponta a ponta.

O protocolo de comunicação LoRaWAN criptografa os dados transmitidos na rede LoRaWAN. Como os dados estão sendo transmitidos por radiofrequência normal, eles precisam ser criptografados por meio de um mecanismo ou protocolo diferente. Todos os dados na rede LoRaWAN geralmente são criptografados duas vezes.

Em uma rede de comunicação LoRaWAN típica, o fluxo de dados de criptografia inclui:

  • Os nós End primeiro criptografam os dados coletados por meio de seus sensores.
  • Os dados criptografados no nó são então codificados com uma segunda camada de criptografia pelo protocolo LoRaWAN.
  • Em seguida, os dados criptografados do nó e do protocolo LoRaWAN são enviados para o gateway LoRa, que transmite os dados por sua vez pela Internet para os aplicativos LoRa.
  • O servidor de rede que gerencia essa transmissão e também compartilha as chaves de sessão de rede com os dispositivos finais decodifica a criptografia do nó com as chaves de sessão de rede que possui e transmite os dados para o servidor de aplicativos.
  • A criptografia de nó restante nos dados é então decodificada pelo servidor de aplicativos com a chave de sessão do aplicativo.

 

O procedimento de junção LoRa

A ativação de um novo dispositivo que ingressa na rede de comunicação LoRa pode ser concluída por qualquer um dos dois processos listados abaixo:

  • Ativação por personalização (ABP)
  • Ativação pelo ar (OTAA)

No final do processo de ativação, a chave de sessão de rede e a chave de sessão de aplicativo teriam sido compartilhadas com o novo dispositivo, que agora seria referido como dispositivo de nó final.

Ativação por personalização (ABP)

O método ABP de ingressar na rede LoRa envolve a adição de um novo dispositivo sem ter algumas chaves de sessão específicas, como AppEUI, DevEUI, etc. compartilhado com ele. Em vez de, as chaves de sessão, incluindo, FNwk_SIntKey e cerca de três outros, seria armazenado diretamente no dispositivo final. Um dispositivo só pode ser ativado por meio do processo ABP se já tiver as informações necessárias de participação na rede LoRa, no início.

Ativação pelo ar (OTAA)

O procedimento de ativação over-the-air envolve a comunicação direta entre um dispositivo final com o servidor de rede. Este processo de ativação é optado apenas quando o dispositivo final é redefinido.

O processo OTAA inclui:

  • O novo dispositivo envia uma mensagem específica solicitando à rede LoRaWAN para o servidor de rede LoRa.
  • O servidor de rede recebe a mensagem e a interpreta como inválida ou válida. Se válido, uma autenticação ou chave de sessão é gerada

Classes de dispositivos LoRa

A vasta gama de campos em que o LoRa pode ser aplicado deu origem à categorização de vários dispositivos LoRaWAN em diferentes classes.

As três classes de dispositivos LoRa são classe A, B e C.

Classes de dispositivos LoRa

introdução de classes de dispositivos LoRa

Dispositivos CLASSE A LoRa

Os dispositivos finais classificados como classe A são os únicos responsáveis ​​por iniciar a comunicação em uma rede LoRaWAN. O servidor de rede não é capaz de iniciar a comunicação em uma comunicação Classe A. O dispositivo de terminação Classe A inicia a comunicação enviando dados por uma banda de frequência de rádio específica para os aplicativos LoRa. Em seguida, ele ouvirá e aguardará os dados recebidos nessa frequência específica. Se o gateway LoRa não for capaz de receber as informações. O dispositivo do nó final ouvirá outra frequência com a qual os gateways LoRa e os servidores de rede estão mais familiarizados. Para verificar se os dados foram aceitos nessa frequência em vez daquela pela qual foram comunicados.

  • Todos os dispositivos finais LoRaWAN devem ser capazes de suportar classe A.
  • Os dispositivos LoRa de classe A são bidirecionais, com cada transmissão de dados de uplink dos dispositivos finais para o aplicativo LoRa sendo acompanhada por duas breves transmissões de downlink de dados do aplicativo para os nós finais.
  • O tipo de protocolo ALOHA é observado em dispositivos LoRa Classe A
  • Os dispositivos de classe A são muito eficientes porque a taxa de consumo de energia pode ser otimizada e, portanto,, pode operar no nível de potência mais baixo de todas as classes.

Dispositivos LoRa Classe B

Os dispositivos LoRa classe B são alimentados por bateria e, embora, semelhante em operação à Classe A, ele usa mais energia em comparação com a classe A. Porque, o dispositivo final não hiberna automaticamente quando não procura sinais conectados. Existem janelas de conexão abertas intermitentemente para comunicação de dados entre os gateways LoRa e o dispositivo final em certa sincronização periódica entre si.

Dispositivos LoRa Classe C

Os dispositivos Classe C LoRa têm o maior consumo de energia entre todas as classes de dispositivos LoRa End. Os dispositivos finais estão sempre enviando sinais ativamente por frequências de rádio para os gateways LoRa e simultaneamente ouvindo frequências. Os dispositivos Classe C LoRa são nós finais que oferecem a flexibilidade e a conveniência de poder enviar dados a qualquer momento.. Dispositivos de classe C também são alimentados por bateria.

O servidor de identidade

O servidor de identidade verifica a identidade dos usuários que ingressam na rede LoRa. Em uma rede LoRaWAN, o servidor de identidade registra dispositivos, entradas, usuários e aplicativos. De certa forma, a identidade é a espinha dorsal da rede LoRaWAN, pois permite que ela seja executada em vários dispositivos e em diferentes locais do mundo.

Modulação

LoRa é um projeto de modulação de patente de espectro espalhado que é derivado de Chirp Spread Spectrum. O espectro espalhado Chirp modula a frequência da rede de comunicação LoRaWAN trocando a taxa de dados da transmissão dentro de uma largura de banda específica para sensibilidade. Isso otimiza a eficiência da rede e também expande simultaneamente o alcance de comunicação da rede LoRa, mantendo uma largura de banda específica.

Ffrequência

Frequência de LoRaWAN

A rede LoRaWAN transmite comunicações em bandas de frequência sem fio de rádio que podem ser licenciadas ou não licenciadas. As frequências de rádio sem licença são gratuitas, mas, são mais suscetíveis a interferência em comparação com frequências licenciadas.

O segredo para a eficácia da comunicação LoRa e LoRaWAN é o design genial da rede de comunicação LoRaWAN que usa o espectro Chip Spread para modular as frequências à medida que os dados são comunicados através de uma frequência específica. De tal forma que, até mesmo comunicações LoRa por radiofrequência sem licença com pouca ou nenhuma chance de interferências. Simultaneamente, tornando a conexão mais barata e mais eficiente e permitindo que os dados sejam transmitidos em longas distâncias.

Em redes de comunicação LoRa e LoRaWAN, as frequências específicas podem ser configuradas através de rádios LoRa e relógios LoRa específicos para muitas aplicações LoRa diferentes.

Alguns exemplos de frequências de rádio MHz sem licença.

Ásia: 169MHz, 433MHz

América do Norte: 915 MHz

Considerações regulatórias para LoRa usando Frequência sem licença

Como LoRa e LoRaWAN transmitem comunicação de dados por bandas de radiofrequência. LoRa Network usa principalmente as frequências livres de licença, isso é, essas frequências você não precisa obter uma licença do governo para transmitir sinais através. As frequências sem licença são específicas para cada região geográfica e localização. Para fins de segurança e eficiência. O governo de cada região desaprova fortemente a transmissão através da banda de frequência não especificada para a sua localização. Portanto, ao usar a rede LoRa, seus rádios e relógios LoRa devem ser configurados para as bandas de frequências específicas da sua localização.

Consideração da largura de banda LoRaWAN

Consideração da largura de banda LoRaWAN

Bytes de dados em seu formato digital são transmitidos na rede LoRaWAN.

A taxa de transmissão de dados da rede LoRaWAN tem um limite de cerca de 100 bytes, apenas essa carga de dados pode ser efetivamente comunicada de cada vez entre um único dispositivo de nós finais e gateway. Embora a rede LoRaWAN geralmente envolva comunicação simultânea entre vários dispositivos de nó final e um único gateway.

Taxa de dados adaptável

A taxa de dados da rede de comunicação LoRaWAN é adaptativa no sentido de seu dinamismo na troca da taxa dos dados por mais sensibilidade e também a seleção de rede apenas de dados específicos, levando à taxa de dados reduzida dentro da comunicação LoRaWAN. A frequência LoRaWAN modulada por espectro de dispersão evita que as diferentes taxas de dados interfiram umas nas outras. Deste modo, otimizando a eficiência dos gateways e da rede geral.

Cordilheira LoRa

Cordilheira LoRa

A tecnologia LoRa baseia-se na redução da concentração de largura de banda para aumentar o alcance e reduzir o consumo de energia para a transmissão de dados de pequeno porte em longas distâncias.

O LoRa-Range também pode ser afetado pela localização física. O alcance de uma versão específica do LoRaWAN será menor em uma comunidade urbanizada repleta de aglomerados de edifícios, em comparação com uma comunidade rural que tem dependências cada vez mais espaçadas e, portanto,, menos chances de obstrução da frequência de transmissão.

LoRaWAN é melhor que seus concorrentes?

As redes de comunicação LoRa e LoRaWAN são simplesmente melhores que outras.

LoRaWAN, além de ser a rede de área ampla sem fio de baixa potência mais usada, outras opções de conectividade LPWAN, como NB-IoT, não são tão econômicas quanto LoRaWAN. A largura de banda da rede de comunicação LoRaWAN é relativamente menor do que outros LPWANs e isso garante mais cobertura e um alcance maior em comparação com seus concorrentes. Também, O LoRaWAN pode ser aplicado em uma ampla gama de campos em comparação com seus concorrentes da Agricultura, na aplicação de LoRaWAN em hidrômetro inteligente para irrigação de indústrias e utilidades domésticas normais. Os sensores e a tecnologia LoRaWAN também estão se expandindo para o aplicativo de edifícios inteligentes, onde a tecnologia LoRa pode ser usada para monitorar certas condições atmosféricas, como; temperatura, umidade. A aplicação da tecnologia LoRa na segurança e manutenção geral de edifícios também está ganhando adoção rapidamente. Enquanto, a aplicação de outros LPWANs é muito limitada em comparação.

Recursos de LoRa e LoRaWAN

  • A rede LoRaWAN tem uma largura de banda de 125 kHz
  • A média mínima da vida útil da bateria dos dispositivos finais baseados em LoRa é 7 anos.
  • Os gateways têm um pico e corrente de sono de cerca de 32 mili-ampere e 1 micro ampere respectivamente.
  • Todos os dados transmitidos na rede LoRaWAN são criptografados duas vezes
  • Os dispositivos podem se comunicar e transmitir dados na rede LoRaWAN com baixo consumo de energia em um alcance muito longo de cerca de 10 km.
  • Na rede LoRaWAN, os dados são transferidos por radiofrequência (As bandas de frequência sem licença são mais comumente usadas)
  • A rede LoRa é composta por componentes como nós finais, Entradas, Servidores de rede, Servidores de identidade, Aplicativos e softwares LoRa.
  • A rede de comunicação LoRaWAN é muito econômica.

Vantagens do LoRaWAN

  • Um gateway LoRa pode comunicar e trocar dados de forma eficaz com vários dispositivos de nó final
  • As interferências são reduzidas a distúrbios insignificantes pela modulação do espectro espalhado chirp.
  • A tecnologia LoRaWAN é muito segura com camadas de criptografia avançadas.
  • Os dispositivos End baseados em LoRa têm uma vida útil da bateria muito longa.
  • A rede LoRaWAN possui uma topologia simples e de fácil compreensão.
  • As frequências sobre as quais os dados são transferidos são licenciadas gratuitamente, o que reduz muito o custo de operação.
  • A tecnologia LoRa tem um alcance muito longo de transmissão de dados, geralmente vários quilômetros.
  • O consumo de energia na comunicação de dados é muito baixo e conservador.

Desvantagens

  • A taxa de dados da rede de comunicação LoRaWAN é baixa.
  • Os canais de transmissão de dados de bandas de frequência não licenciadas podem ser suscetíveis a interferências.
  • O projeto da rede LoRaWAN não suporta a transmissão de grande carga de dados.

LoRaWAN Hhistória

O LoRa existe há dez anos e foi adotado por cem milhões de dispositivos em todo o mundo, trazendo um aumento para o uso de IoT.

Em 2009, dois amigos que tinham o mesmo objetivo (construindo uma tecnologia de longo alcance, modulação de baixa potência) conheci na França. Nicholas Sornin e Olivier Seller dedicaram seu tempo e dedicação a este desenvolvimento, apesar dos contratempos. Esta dupla entrou em contacto com François Sforza, que mais tarde se tornou seu parceiro.

Em maio 2012, Semtech comprou a cycleo com convicção sobre as habilidades de LoRa e em fevereiro 2015, A LoRa Alliance foi estabelecida e o protocolo foi então nomeado LoRaWAN. Um dos objetivos da Semtech é simplificar e acelerar o processo de desenvolvimento da IoT, disponibilizando novos serviços e produtos. Isso torna o LoRa e o LoRaWAN a melhor escolha na construção e gerenciamento de IoT.

LoRa e LoRaWAN dentro uma NConcha

LoRa é uma tecnologia de modulação de frequência desenvolvida para intercomunicação de área local sem fio pertencente à classe de tecnologia de fiação LPWAN.

LoRa, um sistema de Radiofrequência sem fio pertence à Semtech. Este é um pilar da LoRa Alliance. Desde que a LoRa Alliance foi estabelecida em 2015, o número de pessoas que se juntam à equipe aumentou constantemente.

LoRa e LoRaWAN dentro Cno texto

LoRa e LoRaWAN funcionam em baixa frequência quando comparados às redes celulares. Isso é chamado de espectro não licenciado. Globalmente, muitas pessoas usam LoRa e LoRaWAN, principalmente as empresas e operadoras de telecomunicações europeias

Para garantir que a rede LoRaWAN cobre muitos países, operadoras móveis dedicaram seu tempo ao seu desenvolvimento. Apesar disso, a rede LoRaWAN não pode cobrir certos países. Isso se deve ao estado do mercado e à sua história.

O ecossistema LAPWAN em desenvolvimento e LoRa, LoRaWAN

O sistema LPWAN surgiu anos atrás. no entanto, chamou a atenção apenas alguns anos atrás. Isso é devido ao:

  • Com a adição do LPWAN celular, a taxa em que as pessoas adotam LPWAN é alta.
  • LPWAN no nível celular gerou muita reação.
  • O mercado LPWAN está experimentando um alto nível de crescimento. No mercado não celular, de facto está a desenvolver-se e a evoluir e é bastante jovem. Então, apesar de ter uma área limitada no mercado de IoT, LPWAN atinge alto crescimento.

Algumas operadoras, no entanto, preferem misturar celular e não celular, onde podem. A Orange prefere LoRaWAN e LTE-M como complementos em vez de concorrentes.

A Faixa Baixa, Potência e largura de banda como o LoRaWAN Spadrão:

Em uma empresa francesa chamada Cycleo, engenheiros trabalharam na tecnologia de onda de frequência que trouxe LoRaWAN. Após algum período de negociações, por 2012, A SEMTECH já havia comprado a Cycleo. LoRaWAN foi formalmente desenvolvido pela LoRa Alliance e significa protocolo da camada MAC. O protocolo LoRaWAN é usado por mais de setenta operadoras e o LoRaWAN IoT foi distribuído para mais de cem países. LoRaWAN faz uso de frequências sem licença específicas da região.

Difference Entre LoRa e LoRaWAN

LoRa x LoRaWAN pode ser examinado primeiro em termos de camadas OSI, há uma diferença entre LoRa e LoRaWAN. No entanto, existem camadas diferentes para este modelo. A primeira é a camada física que é o LoRa que permite links de comunicação de longa distância. LoRaWAN tem a ver com o protocolo de comunicação e estrutura do sistema. Simplesmente, LoRaWAN é a rede WAN.

LoRaWAN em Rede Pública e Rede Privada

LoRaWAN foi estabelecido para aplicativos e sensores que só podem funcionar transmitindo e recebendo pequenas quantidades de dados ocasionalmente em longas distâncias em poucas horas. A rede é definida principalmente pela acessibilidade do usuário. Esta rede pode ser privada ou pública.

O LoRaWAN público:

Isso é utilizado e regulamentado por operadoras de telefonia. O LoRaWAN público suporta vários aplicativos de várias organizações. Abaixo estão as etapas para alcançar essa conectividade:

  • Compre uma assinatura
  • Instale sensores no local do operador
  • Inicie os sensores
  • Obtenha os dados no assento do operador e transmita-os para onde possam ser processados.

Rede LoRaWAN privada:

As redes LoRaWAN privadas são úteis para uma única entidade após a instalação. Nesta rede, um usuário gerencia seus sensores IoT e estrutura de rede.

Você pode conseguir essa conexão com as seguintes etapas listadas abaixo:

  • Compre o número de gateways específico que é ideal para o tipo de conexão escolhido.
  • Configure os sensores no site
  • Organize os sensores nos gateways.
  • Criar uma conexão de plataforma de processamento de dados de gateway.
  • Ative os sensores.

Bcaminhos para Construir Redes Com LoRaWAN

LoRaWAN é ótimo para muitos aplicativos, mas não para uma rede privada. As razões são:

A concorrência de diferentes gateways dá espaço para interferência; quando LoRaWAN é operado, gira para a mesma frequência e pode acessar o tráfego.

A recepção da mensagem não é garantida.

É preciso muito trabalho dedicado ao seu desenvolvimento; atualmente, nenhum fornecedor pode fornecer uma solução de ponta a ponta para LoRaWAN. A dificuldade é que você tem que trabalhar com vários fornecedores para conseguir gateways, nós e outras coisas que compõem o sistema. Isso cria muito trabalho para o usuário.

Um círculo de dever cria uma enorme limitação. Em redes públicas, o uso da banda de 868MHz vem com muitos contratempos. O tempo médio que um gateway pode transmitir em um determinado período não ultrapassa um por cento. Devido a isso, a carga de dados LoRaWAN, isso é, a quantidade de dados transmissíveis em um determinado momento é limitada.

Tele LoRa Aaliança

A LoRa Alliance que foi estabelecida em 2015 é uma organização sem fins lucrativos que dedica seu tempo e trabalho para ver a consistência da LPWAN, bem como sua conscientização e promoção global. A missão da LoRa Alliance é encorajar e acelerar a taxa em que as pessoas adotam a rede LoRaWAN. Isso é alcançado garantindo a sinergia de todas as tecnologias e produtos LoRaWAN, ajudando a IoT a transmitir um futuro maior. A LoRa Alliance tem mais de quinhentos membros de diferentes empresas. Os membros da LoRa Alliance participam de feiras que acontecem globalmente. Os membros também ganham com o ecossistema ativo e os colaboradores que fornecem soluções, produtos e serviços para criar oportunidades de negócios.

HComo posso estabelecer comunicação LoRa full duplex entre dois nós?

O objetivo da IoT é ajudar os dispositivos de detecção convencionais a compartilhar dados com vários dispositivos e, juntos, fornecer um bom serviço. Por exemplo, A IoT pode ser aplicada em um ambiente para monitorar a atmosfera e fornecer informações ou avisos. Assim como as tecnologias sem fio de curto alcance estão sendo usadas em ambientes internos, tecnologias foram postas em prática para fornecer uma rede sem fio externa de longo alcance, como LoRa. Muitas tecnologias foram aplicadas para permitir a transferência de dados dos sensores que formam a IoT. A transmissão full duplex de dados implica simplesmente na portadora de sinal induzida, simultâneo, transferência bidirecional de dados em uma rede de comunicação particular. Nesta rede, dois nós servem como um transceptor e têm protocolo LoRa.

Durante a transmissão, qualquer transmissor próximo ao seu receptor perderá completamente sua capacidade de receber e um curto período após a conclusão da transmissão. Um full-duplex precisa que as duas frequências envolvidas estejam distantes uma da outra e também precisa de filtros no receptor para evitar que o sinal do transmissor seja oposto. Também, você não pode transmitir e receber dados de uma só vez entre dois nós sem os dispositivos LoRa usuais usados ​​nos nós. Eles podem receber ou transmitir. O gateway usa vários dispositivos LoRa de canal, portanto, identifique um dispositivo que use o equivalente a cerca de oito dispositivos LoRa de nós únicos.

A rede de comunicação LoRaWAN é a resposta para Smart Buildings e Smart Cities?

a rede de comunicação LoRaWAN a resposta para Smart Buildings e Smart Cities

LoRaWAN oferece uma solução de baixo consumo de energia para transmitir dados com sucesso a distâncias distantes. Para conter este problema e cobrir uma área maior, você pode construir uma rede mesh LoRaWAN. Esta rede permite que você transmita dados por longas distâncias porque um nó funciona como um repetidor. A rede mesh LoRaWAN garante a transmissão de dados e permite a construção de redes flexíveis e maiores que consomem uma pequena quantidade de energia. A tecnologia LoRa é a escolha ideal para cidades conectadas, pois possui um alcance de sinal maior e consome pouca energia. A estrutura da cidade inteligente LoRaWAN é fácil e acessível de consertar e não precisa de licença. Esta tecnologia pode transmitir e receber dados e pode entregar mensagens para áreas remotas.

LoRa e Framboesa Pi- Par para oferecer comunicação com Arduino

Um código de framboesa pode suportar tanto Pi quanto Arduino fazendo comunicação entre essas duas possibilidades. A biblioteca de cabeça de rádio é a base subjacente da conexão Raspberry e Pi. Você precisa instalar isso no seu Arduino IDE.

Para iniciar este programa, importe a biblioteca Serial Peripheral Code para usar o BPI e também a biblioteca RH_RF95 do cabeçote do rádio. Isto é para realizar a comunicação LoRa.

Identifique o pino do Arduino que você conectou ao CS, RST, e pino INT do Arduino e LoRa.

Mostre que uma frequência de 434MHz será usada no módulo e então ative o módulo.

Redefina o módulo LoRa na configuração para dez milissegundos.

Ative-o com o módulo que você criou com o cabeçote de rádio.

Defina a potência de transmissão e a frequência para o servidor LoRa.

Envie o pacote de dados através do módulo LoRa dentro do loop infinito.

LoRa e MQTT

MQTT é usado para alcançar a comunicação entre servidores de rede e gateway. Os dados são comunicados entre vários dispositivos pelo protocolo MQTT. O protocolo MQTT é geralmente usado para reduzir interferências em redes não confiáveis, suscetível a interrupções. O servidor coleta essas mensagens e clientes que são capazes de ler e gravar no broker MQTT. O cliente precisa identificar os tópicos que deseja escrever ou assinar. Todos os tópicos podem ser selecionados. Na maioria das vezes, o broker MQTT funciona na máquina do servidor. O gateway gravará a carga útil visível obtida do dispositivo com informações adicionais, como a frequência e a hora em que um uplink é transmitido. O MQTT ajuda os dispositivos na integração de dados empresariais para operações LoRaWAN privadas de dados, que são colocadas de maneira simples para que um cliente possa entender. O broker MQTT também bloqueia gateways perigosos de acessar os uplinks de outros gateways quando bem configurado.

Harquitetura de ardware

Entrada micro-US: Este recurso é usado para fornecer energia

conector USB (Hospedeiro): esta é uma porta de saída para o Raspberry Pi

Entrada de energia de framboesa

HDMI: interface de saída de vídeo digital (HD)

Plug do fone de ouvido

Interface Ethernet

HComo conectar o hardware

Conecte seu módulo de gateway RHF0M01-868 à ponte PR12 RHF4T002 ao Raspberry Pi3

Conecte seu conector USB à sua entrada de energia Raspberry usando um cabo USB

Conecte seu adaptador USB ao UART e depois ao GP10 no Raspberry Pi

Conecte seu USB a um adaptador UART e depois ao seu computador

Conecte a entrada USB a um 5 de volta para 2.1 Adaptador de amperímetro usando um cabo micro-USB de 100 cm.

Sarquitetura de software

Arduino: Isso é usado para abrir a porta sensual LoRaWAN com GPS e também transmitir sinais para ela

PuTTY: esta ferramenta inclui um serial e um terminal SSH usado no controle do Raspberry Pi. É também um navegador de internet usado no acesso ao servidor LoRaWAN da interface RHF2001. O Chrome será melhor para isso).

Hai para conectar

1) Ligue seu PC e conecte-o ao putty

  1. uma) verifique suas conexões
  2. b) Acesse seu gerenciador de arquivos para configurar sua massa
  3. c) Alimente seu gateway
  4. d) Use RHF2S001 para o roteador usando um cabo Ethernet
  5. e) Verifique o endereço IP e o endereço MAC

2) Aumente o sistema de arquivos do seu cartão SD

3) Use o servidor RHF2001

4) Use RHF76-052AM para configurar seu servidor LoRaWAN

LoRa IoT Kisto Cdesprotegido

Gateway LoRa: Este dispositivo conecta vários tipos de redes. O LG01 conecta a rede IP normal da internet em um único, conexão perfeita com a rede sem fio LoRa.

Arduino: esta é uma plataforma eletrônica que usa 'software e hardware fáceis de usar. É ideal para quem está montando um projeto interativo.

Escudo LoRa: isso é usado para construir um nó sensor. Isso adiciona à placa Arduino o sistema sem fio LoRa.

Escudo GPS LoRa: Isso constrói o sensor adicionando à placa Arduino LoRa sem fio e sensores.

Sensores: existem vários tipos de sensores; o relé, IED, ultra-sônico, DHT11, fotossensível, sensores de chama e campainha.

LoRa Instruções do kit de ferramentas

  • Instale o Arduino IDE e 340 dirigir
  • Carregue uma biblioteca LoRa para o Arduino instalado.
  • Otimize o ambiente de rede para configurar o gateway LG01-N.
  • Organize os componentes e conecte de maneira ideal o gateway LG01-N à internet.
  • Baixe uma ferramenta putty para acessar o LG01-N usando SSH
  • Teste a rede LoRaWAN
  • Configurar um gateway no servidor TTN
  • Configurar o gateway LG01-N
  • Configure uma conexão do gateway para o servidor de rede LoRaWAN.
  • Configure a frequência de comunicação LoRa do gateway para o seu local específico.
  • Estabeleça um link com o servidor de aplicativos Cayenne
  • Controle o replay com a comunicação de dados do aplicativo LoRa para os dispositivos finais
  • Solucionar problemas do sistema de rede.
  • Configure a criptografia de dispositivos finais com base em LoRa e escudos de GPS.
  • Configure o dispositivo ABP no TTN e carregue-o no UNO

SAlguns critérios que você deve considerar antes de selecionar seu provedor de serviços de IoT

Os serviços de conexão que eles oferecem:

Confira o serviço de conexão que seu provedor de serviços oferece. Serviços como conexão IoT completa de ponta a ponta devem ser fornecidos. Avalie as capacidades dos provedores de serviços. O que as pessoas precisam é de um local que possa lhes dar os conselhos de que precisam e deve ser capaz de fornecer soluções de IoT precisas e confiáveis

e-Sim: O e-sim possibilita que uma pessoa armazene vários perfis de operadora ao lado de seu dispositivo lado a lado. e-sim colmeias controle de IoT

Os requisitos de conexão: cada usuário tem uma necessidade de conexão específica que deseja que um provedor de serviços satisfaça. Certifique-se de que seu provedor de serviços atenda a essa necessidade e não aumente seu problema.

COMPARTILHE ESTA POSTAGEM

Fale com um especialista LoRaWAN IoT

Discutir o Beacon LoRaWAN, Módulo, e casos de uso de gateway e dispositivos LoRaWAN personalizados para seu projeto de IoT

Agende uma demonstração

MOKOLoRA é profissional em tecnologia LoraWAN IoT, Chegue ao topo do seu mercado com o especialista em IoT