Odată cu dezvoltarea rapidă a Internetului obiectelor (IoT) tehnologie, au fost dezvoltate un număr mare de scenarii IoT, și diferite sisteme de comunicații IoT au fost lansate unul după altul. Aceste sisteme de comunicații IoT includ Internetul obiectelor cu bandă îngustă (NB IoT), lte-m (Evoluție pe termen lung, categoria M1), wi soare și sigfox. Aceste sisteme au diverse tehnologii și alianțe de promovare care concurează între ele pe piață. Tehnologia Lora este, de asemenea, o tehnologie de comunicare prin Internet a obiectelor, care, de asemenea, proiectează și construiește un sistem global de Internet al obiectelor.
Introducere în LoRa și LPWAN
LPWAN (rețea cu suprafață mare de putere redusă) este un fel de tehnologie a stratului de rețea a Internetului obiectelor care se confruntă cu cerințele privind distanța lungă și consumul redus de energie în Internetul obiectelor. LPWAN are caracteristicile unui consum redus de energie, distanta lunga, bandă largă redusă, structură simplă a rețelei, și costuri reduse de operare. Ca una dintre tehnologiile principale din LPWAN, LoRa are un lanț ecologic mai matur și un ritm de afaceri mai rapid. Se așteaptă să mențină o rată de dublare în următorii câțiva ani.
Există două tipuri principale de tehnologii wireless în aplicații IoT. Una este o tehnologie fără fir cu rază scurtă de acțiune, cum ar fi Bluetooth/WiFi/ZigBee. Cealaltă este tehnologia care alcătuiește WAN-ul, precum 2G / 3G / 4G. Avantajele și dezavantajele fiecărei tehnici sunt evidente. Înainte de LPWAN, exista de obicei o singură alegere între rază lungă și consum redus de energie. Cu LPWAN, compromisul este echilibrat. Pe lângă realizarea unei comunicații cu o rază mai lungă de acțiune și un consum de energie ultra-scăzut, costul suplimentar al repetitorului poate fi economisit.
ce este tehnologia LoRa?
LoRa este una dintre tehnologiile principale în tehnologia de comunicații LPWAN. Este o schemă de transmisie fără fir pe distanțe ultra-lungi bazată pe tehnologia spectrului larg de modulare a frecvenței. LoRa a fost lansat pentru prima dată de Cycleo în Franța și a fost achiziționat de Semtech în 2012. Schema de transmisie LoRa ia în considerare atât distanța, cât și consumul de energie, și oferă utilizatorilor o rețea de senzori cu o durată lungă de viață a bateriei, distanță mare de transmisie, și rețea simplă. Benzile de frecvență ale rețelei transmise de LoRa sunt în principiu benzi de frecvență libere în lume. Aceste benzi de frecvență sunt 433HZ, 868HZ, 915HZ, etc..
Care sunt avantajele LoRa
- Sensibilitate de recepție îmbunătățită și consum redus de energie.
Lățimea de bandă a canalului de transmisie Lora este de 157 db, iar distanța teoretică de transmisie este de până la 15 km. Curentul de lucru al Lora este de numai 10mA, iar curentul de așteptare este de 200na. Consumul de putere de lucru este foarte mic, ceea ce mărește foarte mult durata de viață a bateriei.
- Poarta de acces LoRa / mai multe procesoare acceptă procesarea paralelă de mare viteză a datelor multi-canal și multi, iar capacitatea sistemului este mare.
Gateway este puntea dintre fiecare nod de rețea și IP independent. Gateway-ul conectează IP-ul cu nodurile de rețea prin rețeaua de comunicații. Gateway-ul Lora acceptă procesarea paralelă și are o capacitate mare a sistemului. Se poate descurca 5 milioane de comunicații de rețea între noduri în fiecare zi. Gateway-ul Lora are o eficiență ridicată a transmisiei. Presupunând 5 milioane de transmisii pe zi, fiecare dimensiune a transmisiei este de 10 biți, iar rata de ocupare a rețelei este numai 10%. Gateway-ul Lora este instalat în accesoriile stației de bază pentru comunicații mobile. Acum puterea de transmisie a stației de bază este de aproximativ 20dbm. În mediul înconjurător cu multe clădiri, comunicarea în rețea a gateway-ului Lora poate acoperi aproximativ 2 km. În zona cu densitate redusă a clădirii, acoperirea de rețea a gateway-ului Lora poate ajunge la 10 km.
- Terminalul LoRa și comunicarea gateway-ului acceptă distanțarea și poziționarea.
Metoda LoRa de a testa distanța și poziția este diferită de rssirsi (semnal de severitate primit). Metoda de măsurare a distanței LoRa este determinată pe baza timpului de transmitere a semnalului în aer, în timp ce metoda de poziționare a Lorei este măsurată în funcție de diferența de timp de transmitere a semnalului de mai multe porți către un nod, iar precizia de poziționare în termen de 10 km este de până la 3 m.
Care este arhitectura de rețea a LoRa
Rețeaua LoRa este compusă în principal din server de aplicații, server de rețea, gateway și terminal (inclusiv modulul Lora), care acceptă transmisia de date în două direcții. Arhitectura rețelei Lora este o topologie stelară. Gateway-ul Lora joacă un rol de releu de transmisie a semnalului în această arhitectură de rețea, conectarea echipamentelor terminale pe o parte și a serverului de rețea pe cealaltă. Dispozitivul terminal poate transmite semnale către un alt terminal sau server printr-unul sau mai multe gateway-uri.
Echipamente terminale LoRa
Nodurile terminale ale Lora sunt diferite dispozitive Internet de obiecte, precum citirea contoarelor inteligente, contor inteligent, tracker expres, manager de fermă, etc.. Modulul Lora din aceste dispozitive este conectat cu gateway-ul Lora prin rețeaua de comunicații fără fir, iar gateway-ul Lora este conectat la server prin Ethernet sau alte rețele de comunicații pentru a realiza interconectarea dintre terminal și server. Comunicarea dintre gateway-ul Lora și serverul de rețea se face prin TCP / Protocol IP.
Conform transmisiei de date LoRa, Echipamentele terminale Lora sunt împărțite în trei categorii: Clasa a, clasa B și clasa C.
clasa LoRa Aechipamente terminale
După trimiterea unui mesaj, nodul va deschide o fereastră rx1 1 s după valoarea implicită. Rata de date și frecvența ferestrei de recepție sunt aceleași ca datele de legătură în sus. Dacă mesajul este un mesaj de confirmare și rx1 nu primește legătura descendentă corespunzătoare, nodul va deschide o altă fereastră de recepție rx2 1 s + 1 s după trimiterea mesajului, Rata de date și punctul de frecvență al ferestrei de recepție au date implicite diferite pentru diferite benzi de frecvență în protocolul lorawan. Următoarele sunt caracteristicile echipamentului terminal clasa Lora:
- cadrele sunt de obicei împărțite în transmisie de legătură ascendentă și transmisie de legătură descendentă. Traseul de legătură în sus constă din 1 interval de timp și 2 intervalele de timp pentru legătura descendentă (sau ferestre).
- echipamentul terminal trebuie să fie amenajat de echipamentul terminal, după cum este necesar. Este determinat aleatoriu, similar protocolului ALOHA.
- este dispozitivul terminal Lora cu cel mai mic consum de energie.
Echipament terminal LoRa clasa B
Clasa B va deschide o fereastră de recepție la intervale bazate pe fereastra de recepție a clasei A. Următoarele sunt funcțiile echipamentelor terminale Lora clasa B.:
- pe lângă cele două intervale de timp specificate în clasa A, un astfel de echipament terminal utilizează ferestre de recepție suplimentare în timpul legăturii descendente.
- echipamentele din clasa B vor primi ferestre de recepție suplimentare pe durata specificată.
- durata este specificată de gateway folosind cadrul beacon.
- prin urmare, în acest fel, sistemul Lora indică serverului când dispozitivul terminal poate asculta.
Echipamente terminale LoRa clasa C
Pe baza clasei o fereastră de primire, fereastra de recepție a clasei C este deschisă în orice moment, cu excepția timpului de trimitere a nodului.
Clasa a trebuie implementată de noduri care accesează rețeaua Lora. Atât clasa B, cât și clasa C sunt implementate prin adăugarea de funcții bazate pe clasa A. clasa B este aplicabilă poziționării nodurilor mobile. Nodul clasei C se aplică în cazul în care comanda de control este activă și sursa de alimentare este suficientă. Protocolul Lorawan1.1 optimizează clasa B și accesul la rețea. Următoarele sunt funcțiile echipamentelor terminale Lora clasa C.:
- astfel de echipamente terminale pot asculta tot timpul, cu excepția modului de transmisie. Prin urmare, este foarte potrivit pentru aplicații care necesită mai multă transmisie de legătură descendentă.
- terminalele Lora din clasa C vor folosi mai multă putere decât omologii lor din clasa A și B..
- latența este cea mai mică dintre toate dispozitivele terminale din clasa Lora pentru comunicarea datelor între servere și dispozitive terminale.
Scenarii aplicației LoRa
Rețeaua bazată pe LoRaWAN poate oferi o distanță sigură de transmitere a datelor și comunicații bidirecționale, și acoperă zonele urbane cu cea mai mică infrastructură de rețea. LoRa va fi utilizat pe scară largă într-o varietate de scenarii de aplicații, cum ar fi agricultura inteligentă, clădiri inteligente, și logistică inteligentă.
Pentru ferme, există o piață mare pentru consumul redus de energie, senzori de distanță lungă și de viață lungă. Detectarea temperaturii, umiditate, concentrația de dioxid de carbon, pH-ul și alte date obținute de senzor în mediul de creștere a culturilor sunt de o mare importanță pentru a îmbunătăți randamentul culturilor și a reduce risipa de resurse. Aceste date nu au cerințe ridicate pentru întârziere. Lora este cea mai bună alegere. Senzorul poate transmite datele colectate în fundal prin Lora, Fermierii pot judeca dacă pulverizează apă și fertilizează conform datelor.
Agricultura pășunilor are o mare cerere de instrumente de urmărire cu putere redusă și pe distanțe lungi. În prezent, numărul vitelor sau ovinelor care pășesc pe pajiști este în general foarte mare. Este dificil pentru fermieri să observe numărul și sănătatea acestor animale unul câte unul. Ei pot judeca dacă animalele care pășunează se află în raza pășunii prin tracker. Ei pot simți bătăile inimii și temperatura corpului animalelor prin senzor, și transmite datele în fundal pentru procesare centralizată prin Lora.
Clădiri inteligente
După finalizarea decorului clădirii, temperatura, umiditate, conținut de formaldehidă și alte gaze nocive, detectarea luminii și alte date ale clădirii sunt foarte importante pentru utilizatori. Feedback-ul acestor informații este favorabil utilizatorilor’ reglarea mediului interior și a face utilizatorii să aibă un mediu interior mai sănătos și confortabil. In general vorbind, mediul interior nu se schimbă foarte mult. Nu este nevoie să obțineți informații despre mediul interior în timp real, iar cerințele de comunicare nu sunt ridicate. În acest scenariu, un simplu gateway de acasă poate satisface aceste nevoi. În acest scenariu, Lora este o alegere foarte bună.
În mediul automatizat de producție industrială, se aplică un număr mare de tehnologii inteligente, și diferite informații și date sunt convergente în rețea. Prin urmare, caracteristicile rețelei selectate sunt direct legate de calitatea execuției planului de producție. Analizând aceste date, producătorii pot estima eficiența producției și pot analiza procesul de producție, care poate rezolva rapid problemele întâmpinate în producție. În acest scenariu, costul și durata de viață a instrumentelor de transmisie în rețea sunt foarte mari, iar Lora este o alegere foarte potrivită.
Domeniul geografic al industriei logistice este foarte larg, deci prima alegere atunci când alegeți o rețea este investiția redusă și durata de viață lungă. Pentru a putea urmări paletii și a determina locația și starea mărfurilor, ceea ce are nevoie compania de transport este că facilitățile implicate în întregul proces logistic se află sub acoperirea rețelei, deci nu numai nodurile de rețea trebuie să fie suficient de economice pentru instalarea pe scară largă, dar, de asemenea, au flexibilitatea pentru ao face Poate fi instalat pe un vehicul de transport ca o poartă mobilă. În acest fel, tehnologia NB-IoT care trebuie să se bazeze pe stațiile de bază 4G pentru a implementa rețeaua, evident, nu poate îndeplini această cerință, și costul redus al LoRa, durată mare de viață a bateriei, mobilitate ridicată, și stabilitatea comunicării în timpul mișcărilor de mare viteză o fac unică în domeniul logisticii inteligente. Dupa tine.
În noul val de dezvoltare a Internetului obiectelor, în domeniul rețelelor cu zone largi de mică putere, piețele dezvoltate au implementat deja aplicații pe scară largă, iar participanții interni au folosit, de asemenea, înțelepciunea deschisă pentru a promova implementarea pe scară largă și implementarea rețelelor LoRa în China. Cerere, Cred că odată cu creșterea aplicațiilor din industrie, această rețea internă LoRa la nivel de operator, formată cu conceptul de economie partajată, va deveni, de asemenea, zona centrală a aspectului global LoRa.
În prezent, cele două rețele majore ale Internetului obiectelor din lume, NB-IoT și LoRa, se dezvoltă rapid. Conform statisticilor departamentelor relevante, mai mult decât 1,000 Produsele de aplicații Internet of Things au aterizat în diferite provincii din întreaga lume. Se raportează că 70% întreprinderilor caută în mod activ maturi, produse IoT fiabile și cu creștere rapidă. Majoritatea companiilor achiziționează soluții Io-NB și LoRa IoT de la MOKOLora. Achizițiile includ gateway-uri LoRa, Detectoare de fum, și apă Zeci de produse IoT, cum ar fi monitorizarea, detectarea în infraroșu, poziționare, prize de curent, etc., și dezvoltarea produselor NB-IoT și LoRa IoT în numele companiei, pentru a încadra rapid afacerea Internetul obiectelor și a se clasa printre cele mai importante Interneturi ale lucrurilor din orașele din întreaga lume. “Dezvoltarea internetului internațional al lucrurilor vede MOKOLora” situația se conturează treptat.
RezumateDa
Rețea de zonă largă cu putere redusă (LPWAN) este o parte indispensabilă a Internetului obiectelor. Are caracteristici flexibile și extensibile și poate fi la scară mare sau mică. Acest lucru este necesar pentru etapa de creștere și explorare a industriei Internetului obiectelor. Se spune că este cea mai potrivită tehnologie pentru Internetul obiectelor. LoRa este sigur și fiabil, cu funcții precum autentificarea bidirecțională, criptare end-to-end, și protecția integrității. Este cuprinzător și orientat spre viitor în ceea ce privește designul de securitate, dar securitatea internetului obiectelor nu poate fi ignorată, iar industria trebuie să lucreze împreună și să o promoveze în continuare.
