Popolno razumevanje LORA in LORAWAN

Popolno razumevanje LORA in LORAWAN

LoRa je brezžična radiofrekvenčna tehnologija dolgega dosega. Spodbujanje, Širokoobmočna omrežja nizke moči (LPWANS) za prenos podatkov skozi daljše območje do 10 km. LoRaWAN je licenciran in nelicenciran frekvenčni protokol LPWAN, prek katerega se IoT, ki ga povzroča tehnologija Lora (Internet stvari) povezljivost je dosežena.

Uvod

Morda si mislite, globalizacija sveta se ne bo kmalu upočasnila. Spet ugibaj. Postopek ni tako brezhiben, kot bi si človek mislil. Globalizacija je preprosto, izolacijo. In da se to zgodi, med tehnološkimi fizičnimi napravami je treba doseči optimalno komunikacijo, senzorji, elektronskih naprav in programske opreme po vsem svetu prek ustreznih kanalov prenosa, v procesu, znanem kot Povezljivost interneta stvari. Naraščajoče število in izboljševanje tehničnosti tehnoloških naprav brez enakega napredka v njihovih sredstvih ali tehnikah komunikacije je povzročilo globalizacijo in internet stvari dilema povezljivosti LTheRa in LORAWAN so bili zasnovani za reševanje.

Kaj je LTheRa?

LoRa je tehnologija, ki zagotavlja okolje LPWAN LoRaWAN, prek katerega lahko naprave z nizko porabo energije prenašajo podatke s Chirp moduliranim radijskim spektrom brez licenčnih in licenčnih frekvenc na zelo dolg razpon več deset kilometrov.. Beseda LoRa je akronim, skovan iz prvih dveh črk besed Tong venge. Tehnologija Lora deluje kot modulacija za široka omrežja z nizko porabo (LPWANS) in vpliva na prenos in komunikacijo teh vrst omrežij na naslednje načine:

  • LoRa standardizira široka omrežja (WANS) s povečanjem njihovega komunikacijskega dosega za kar nekaj kilometrov.To počne in hkrati zmanjša energijo, potrebno za prenos. LoRa in LoRaWAN lahko to dosežeta z znižanjem števila pasovnih širin, ki se uporabljajo pri prenosu.
  • Modulacija razpršenega spektra čipov za frekvence tehnologije LoRa, poveča učinkovitost prenosa podatkov z zmanjšanjem možnosti motenj na skoraj 0%.

Tehnologija Lora je sestavljena iz dveh glavnih delov, ki delujeta skupaj kot ena enota.

  • Tehnologija LoRa ali fizični sloj: Fizična plast LoRa je sloj strojne opreme, ki definira povezavo – v obliki čipa LoRa, ki daje električno specifikacijo podatkov – prek katere lahko poteka komunikacija naprav v povezavi IoT..
  • Protokol, znan tudi kot komunikacijska plast – ki je zgrajena na fizični plasti LoRa – ki ureja varnost, celovitost in drugi povezani dejavniki podatkov, ki se prenašajo, ter spremlja tudi komunikacijski proces, ki ga povzroča tehnologija LoRa v projektu IoT.

Zgoraj LoRa proti LoRaWAN'z razlago vidimo, da kombinacija LoRa + LoRaWAN naredi celotno komunikacijsko omrežje LoRa v širokopodročno omrežje z nizko porabo energije (LPWAN).

Kako natančno LoRaWAN deluje kot LPWAN? Morda se sprašujete.

LOsnove omrežja oRaWAN

Tehnologija LoRa uporablja številna omrežja širokega območja nizke moči, vendar, LoRaWAN se uporablja bolj kot drugi.

Omrežje LoRaWAN je odgovorno za komunikacijski protokol sistema LoRa, ki vključuje, zagotavljanje varnosti in celovitosti podatkov, ki se posredujejo prek tehnologije LoRa. LoRa in LoRaWAN so hčerinske družbe združenja LoRa. S pomočjo tehnologije LoRa, LoRaWAN pomaga pri prenosu vaših podatkov na povprečno razdaljo 9 km. LoRaWAN ima omrežno arhitekturo zvezdne topološke strukture povezave. Konfiguriran tako, da omogoča optimalen prenos podatkov v komunikaciji med omrežnim strežnikom in senzoričnimi vozlišči LoRa.

V omrežju LoRaWAN se podatki prenašajo prek radijskih frekvenc, lahko so bodisi frekvenčni pasovi brez licence, ki so specifični za določene regije, kot npr; 915 MHz in 868 MHz za Severno Ameriko oziroma Evropo. ALI, podatki bi se lahko prenašali preko licenciranih frekvenčnih pasov.

Morda mislite in seveda, razumno je domnevati, da je za dosego takšnega podviga porabljenih veliko energije in moči.

Ugani kaj?

Motiš se. Poraba energije je bistveno nižja v primerjavi z drugimi komunikacijskimi omrežji nižjih dosegov.

Kako je bilo to doseženo? Morda se sprašujete.

Določen znanstveni zakon je sklepal, da je doseg katerega koli določenega širokoobmočnega omrežja mogoče povečati le s povečanjem porabe energije ali z zmanjšanjem pasovne širine..

Z drugimi besedami, LoRaWAN Network omogoča vašim elektronskim napravam z nizko porabo komunikacijo prek brezžične povezave dolgega dosega z aplikacijami, ki imajo dostop do interneta..

LTehnološki sklad oRaWAN

Tehnološki sklad LoRaWAN je tehnološki strežnik LoRaWAN, ki je opremljen s funkcijami, ki jih je mogoče enostavno integrirati v omrežje LoRaWAN in uporabljati za upravljanje omrežnih prehodov, uporabnikov, naprave in aplikacije. Čeprav so posebne značilnosti tehnološkega sklada LoRaWAN običajno specifične za blagovno znamko, tipičen tehnološki sklad LoRaWAN bi moral biti združljiv z A, B, C načini delovanja, vsi regionalni parametri in tudi vse različice LoRaWAN.

Nekatere druge funkcije, ki so skupne vsem tehnološkim skladom LoRaWAN, vključujejo:

  • Zagotavljanje varnosti; Tehnološki skladi LoRaWAN ponujajo in upravljajo varnost omrežja LoRaWAN z najsodobnejšo zaščito šifriranja in zagotavljajo potrditev identitete, preden se kateremu koli uporabniku odobri seja v omrežju LoRaWAN..
  • Zasnova skladov LoRaWAN jim omogoča, da služijo kot standardna integracija v rešitve protokola LoRaWAN.
  • LoRaWAN skladi se lahko uporabljajo za konfiguriranje in optimizacijo omrežnih prehodov LoRaWAN za izboljšanje učinkovitosti, zmanjšati porabo energije in s tem, strošek.

Nekateri primeri blagovnih znamk skladov LoRaWAN vključujejo The Things Network Stack V3, Semtech LoRaWAN omrežni skladi itd.

Omrežni elementi LoRaWAN: Uvod

Omrežni elementi LoRaWAN Uvod

LoRaWAN vam omogoča stabilno internetno povezavo z napravami z nizko porabo energije

LoRaWAN Network deluje preko skupnega delovanja različnih elementov. Nekateri od njih vključujejo:

  • Frekvenca, na kateri poteka komunikacija. Frekvence so lahko licencirane ali brez licenc.
  • Končna vozlišča ali naprave: Končno vozlišče je naprava ali kateri koli predmet, ki je opremljen s frekvenčnim oddajnikom in drugimi funkcijami, zaradi katerih lahko komunicira z nizko porabo s prehodom LoRaWAN..
  • Prehod: antene za sprejem in oddajanje signala.
  • Network Serve nadzoruje programsko opremo, ki nadzoruje pravilno usmerjanje vseh sporočenih podatkov.
  • Aplikacijska programska oprema, ki se izvaja na omrežnem strežniku.

END naprave, ki temeljijo na LoRa

END naprave, ki temeljijo na LoRa

Naprave END, ki temeljijo na LoRa, imenovana tudi vozlišča LoRa End. Vozlišče LoRa End je naprava, ki se običajno napaja iz baterije in je opremljena s komponentami, ki ji dajejo, Lastnosti, omogoča komunikacijo s prehodom LoRa v komunikacijskem omrežju LoRaWAN.

Končne naprave, ki temeljijo na LoRa, so opremljene s vezjem vozlišča LoRa, radijskim modulom in tiskanimi antenami za brezžično signalno komunikacijo s prehodom LoRa.

Vozlišča LoRa so opremljena tudi s senzorskimi mikroprocesorji za zaznavanje in obdelavo signalov ter specifičnih sprememb in dejanj.

Nekatere končne naprave, ki temeljijo na LoRa, so opremljene s senzorji, ki lahko;

  • Zaznajte temperaturo,
  • Lahko zazna in snema gibanje
  • Lahko zazna padec

Opomba: V omrežju LoRaWAN, Dve končni napravi na osnovi LoRa ne more komunicirajo neposredno brez uporabe prehoda LoRa.

Prehodi LoRa

A LoRa prehod je električno gnana naprava v komunikacijski omrežni povezavi LoRa in LoRaWAN, ki lahko sprejema signale, ki jih prenašajo naprave končnega vozlišča, obdelati signal in jih nato usmeriti v ustrezno aplikacijo LoRa. Tipična omrežna povezava LoRaWAN običajno vključuje več kot en prehod.

Prehodi LoRa so opremljeni z naslednjimi spodaj navedenimi funkcijami in komponentami;

  • Mikroprocesor, ki se uporablja za obdelavo podatkov.
  • Vezje z radijskim modulom, uporablja pri komunikaciji radijskih frekvenc.
  • Ethernet vrata in kabel, ki prehodom omogočata dostop do interneta.

Prehodi LoRa so zasnovani za hkratno poslušanje številnih radijskih frekvenc hkrati.

Na voljo so različne blagovne znamke LoRa Gateways, od katerih ima vsaka poleg teh splošnih značilnosti tudi posebne funkcije.

Omrežni strežnik LoRa

  • Omrežni strežnik LoRa nadzoruje in upravlja celoten komunikacijski proces. Običajno so platforme omrežja LoRaWAN v oblaku in so s pomočjo aplikacijske programske opreme, nameščene v sistemu v oblaku, v prvi vrsti odgovorne za:
  • Zagotavljanje varnosti povezave LoRaWAN z zagotavljanjem, da aplikacijski strežnik pravilno preveri pristnost identitete vsake uporabniške naprave, preden je strežnik odobren, in tudi preprečevanje motenj.
  • Nadziranje in zagotavljanje pravilnega dvosmernega usmerjanja podatkov. to je, bodisi od END vozlišč do določenih aplikacij LoRa z UPLINK ali podatkovne komunikacije od aplikacij LoRa do končnih vozlišč.
  • Optimizacija življenjske dobe baterije končnih naprav, ki temeljijo na LoRa, da se ohrani njihova življenjska doba baterije in tudi za ohranjanje celovitosti in učinkovitosti celotnega komunikacijskega omrežja LoRa in LoRaWAN.

Omrežni strežnik LoRa mora biti združljiv z vsemi razpoložljivimi različicami LoRaWAN.

Aplikacijski strežnik LoRa

Glavna funkcija aplikacijskega strežnika LoRa je dekodiranje in obdelava podatkov, ki se prenašajo iz končnih vozlišč LoRa v aplikacije LoRa, in kodiranje podatkov, ki jih aplikacije LoRa pošiljajo v končna vozlišča.. Večina blagovnih znamk aplikacijskih strežnikov LoRa vam omogoča fleksibilnost pri enostavnem povezovanju vašega sistema v oblaku za upravljanje osebnih podatkov z omrežjem Lora.

Omrežni elementi LoRaWAN: Zagon naprave

Da se napravi odobri seja v komunikacijskem omrežju LoRaWAN, mora biti identiteta potrjena s postopkom pridružitve, ki vključuje aktivacijski postopek, pri katerem bodo določeni ključi in kode ustvarjeni in deljeni z napravo, da jo lahko vključi v napravo vozlišča LoRa End..

Omrežni elementi LoRaWAN: Varnost

LoRaWAN ima zelo standarden šifrirni in varnostni sistem. Varnostni sistem LoRa je razdeljen na dve veliki različni, vendar med seboj povezani plasti.

Imenujejo se varnost omrežja in aplikacij. Plast šifriranja omrežja naroči identiteto in celovitost končnega vozlišča LoRa.

Varnost aplikacije zagotavlja, da lastnik omrežnega oblaka, ki ga uporabljate, nima dostopa do vaših podatkov, kot končni uporabnik.

Omrežje LoRaWAN je integrirano tudi z dvema ločenima slojema naprednih šifrirnih kod. so:

  • Edinstven 128-bitni algoritem Ključ omrežne seje ki je v skupni rabi med končnimi vozlišči LoRa in omrežnim strežnikom in ga prepoznajo.
  • Edinstven algoritem 128-bitnega sejnega ključa aplikacije, ki je prepoznan in souporabljen na aplikacijski ročici v končni povezavi.

Komunikacijski protokol LoRaWAN šifrira podatke, ki se prenašajo v omrežju LoRaWAN. Ker se podatki prenašajo prek običajne radijske frekvence, jih je treba šifrirati z drugačnim mehanizmom ali protokolom. Vsi podatki v omrežju LoRaWAN so običajno dvakrat šifrirani.

V tipičnem komunikacijskem omrežju LoRaWAN tok podatkov za šifriranje vključuje:

  • Končna vozlišča najprej šifrirajo podatke, ki so jih zbrali prek svojih senzorjev.
  • Šifrirani podatki z vozliščem se nato kodirajo z drugo plastjo šifriranja s protokolom LoRaWAN.
  • Nato se podatki, šifrirani z vozliščem in protokolom LoRaWAN, nato pošljejo na prehod LoRa, ki podatke izmenično prenaša prek interneta v aplikacije LoRa.
  • Omrežni strežnik, ki upravlja ta prenos in si deli omrežne sejne ključe s končnimi napravami, nato dekodira šifriranje vozlišča s ključi omrežne seje, ki jih ima, in posreduje podatke v aplikacijski strežnik.
  • Preostalo šifriranje vozlišča podatkov nato aplikacijski strežnik dekodira s ključem seje aplikacije.

 

Postopek združitve LoRa

Aktivacijo nove naprave, ki se pridružuje komunikacijskemu omrežju LoRa, lahko dokončate s katerim koli od dveh spodaj navedenih postopkov:

  • Aktivacija s personalizacijo (ABP)
  • Aktivacija po zraku (OTAA)

Na koncu aktivacijskega postopka, tako omrežni ključ seje kot ključ seje aplikacije bi bila v skupni rabi z novo napravo, ki bi se zdaj imenovala naprava končnega vozlišča.

Aktivacija s personalizacijo (ABP)

Metoda ABP za pridružitev omrežju LoRa vključuje dodajanje nove naprave brez nekaterih posebnih ključev seje, kot je AppEUI, DevEUI, itd. delil z njim. Namesto tega, sejne ključe vključno, FNwk_SIntKey in približno trije drugi, bi bila shranjena neposredno v končno napravo. Napravo je mogoče aktivirati s postopkom ABP samo, če že ima zahtevane podatke o sodelovanju v omrežju LoRa, na začetku.

Aktivacija po zraku (OTAA)

Postopek aktivacije po zraku vključuje neposredno komunikacijo med končno napravo in omrežnim strežnikom. Ta postopek aktivacije je izbran samo, ko je končna naprava ponastavljena.

Postopek OTAA vključuje:

  • Nova naprava pošlje specifično sporočilo z zahtevo v omrežje LoRaWAN omrežnemu strežniku LoRa.
  • Omrežni strežnik prejme sporočilo in ga razlaga kot neveljavno ali veljavno. Če velja, se ustvari ključ za preverjanje pristnosti ali seje

Razredi naprav LoRa

Številna področja, na katerih je mogoče uporabiti LoRa, so povzročila kategorizacijo različnih naprav LoRaWAN v različne razrede.

Trije razredi naprav LoRa so razred A, B in C.

Razredi naprav LoRa

predstaviti razrede naprav LoRa

Naprave LoRa RAZREDA A

Končne naprave, razvrščene v razred A, so izključno odgovorne za začetek komunikacije v omrežju LoRaWAN. Omrežni strežnik ne more začeti komunikacije v komunikaciji razreda A. Končna naprava razreda A začne komunikacijo s pošiljanjem podatkov prek določenega radiofrekvenčnega pasu aplikacijam LoRa. Nato bo poslušal in počakal, da se podatki prejmejo na tej določeni frekvenci. Če prehod LoRa ne more prejeti informacij. Naprava končnega vozlišča bo nato poslušala drugo frekvenco, ki jo prehodi LoRa in omrežni strežniki bolj poznajo. Za preverjanje, ali so bili podatki sprejeti na tej frekvenci namesto na tisti, na kateri so bili posredovani.

  • Vse končne naprave LoRaWAN morajo podpirati razred A.
  • Naprave LoRa razreda A so dvosmerne, pri čemer vsak prenos podatkov navzgornjo od končnih naprav do aplikacije LoRa spremljata dva kratka prenosa podatkov navzdol od aplikacije do končnih vozlišč.
  • Tip protokola ALOHA je opažen v napravah razreda A LoRa
  • Naprave razreda A so zelo učinkovite, saj bi lahko optimizirali stopnjo porabe energije in tako, lahko deluje na najnižji ravni moči vseh razredov.

Naprave LoRa razreda B

Naprave LoRa razreda B se napajajo z baterijami, podobno delovanju kot razred A, porabi več energije v primerjavi z razredom A. Ker, Končna naprava ne preide samodejno v stanje mirovanja, ko ne išče povezanih signalov. Občasno se odpirajo povezovalna okna za komunikacijo podatkov med prehodi LoRa in končno napravo v določeni periodični sinhronizaciji med seboj.

Naprave LoRa razreda C

Naprave LoRa razreda C imajo največjo porabo energije med vsemi razredi naprav LoRa End. Končne naprave vedno aktivno pošiljajo signale prek radijskih frekvenc na prehode LoRa in hkrati poslušajo frekvence. Naprave LoRa razreda C so končna vozlišča, ki vam zagotavljajo fleksibilnost in priročnost, da lahko kadar koli pošiljate podatke.. Naprave razreda C se napajajo tudi iz baterije.

Identity Server

Identitetni strežnik ugotavlja identiteto uporabnikov, ki se pridružijo omrežju LoRa. V omrežju LoRaWAN, Identity server registrira naprave, prehodi, uporabnikov in aplikacij. Na nek način, Identity je hrbtenica omrežja LoRaWAN, saj omogoča, da se lahko izvaja na več napravah in na različnih lokacijah po svetu.

Modulacija

LoRa je patentni projekt modulacije razširjenega spektra, ki izhaja iz Chirp Spread Spectrum. Razširjeni spekter Chirp modulira frekvenco komunikacijskega omrežja LoRaWAN z izmenjavo hitrosti prenosa podatkov znotraj določene pasovne širine za občutljivost. To optimizira učinkovitost omrežja in hkrati širi komunikacijski obseg omrežja LoRa, hkrati pa ohranja specifično pasovno širino.

F.pogostost

Pogostost LoRaWAN

Omrežje LoRaWAN prenaša komunikacije prek radijskih brezžičnih frekvenčnih pasov, ki so lahko licencirani ali nelicencirani. Radijske frekvence brez licence so brezplačne, vendar, so bolj dovzetne za motnje v primerjavi z licenciranimi frekvencami.

Skrivnost učinkovitosti komunikacije LoRa in LoRaWAN je genialna zasnova komunikacijskega omrežja LoRaWAN, ki uporablja spekter Chip Spread za modulacijo frekvenc, ko se podatki prenašajo prek določene frekvence.. Na tak način, da, celo komunikacije LoRa prek radijske frekvence brez licence, saj je možnosti motenj malo ali nič. Hkrati je povezava cenejša, a učinkovitejša in omogoča prenos podatkov na dolge razdalje.

V komunikacijskih omrežjih LoRa in LoRaWAN, posebne frekvence je mogoče konfigurirati prek radia LoRa in ur LoRa, ki so značilne za številne različne aplikacije LoRa.

Nekaj ​​primerov radijskih frekvenc MHz brez licence.

Azija: 169MHz, 433MHz

Severna Amerika: 915 MHz

Regulativni vidiki za LoRa z uporabo frekvence brez licence

Kot LoRa in LoRaWAN prenašata podatkovno komunikacijo preko radiofrekvenčnih pasov. LoRa Network uporablja predvsem frekvence brez licenc, to je, tiste frekvence, za katere vam ni treba pridobiti državne licence za oddajanje signalov. Frekvence brez licence so specifične za vsako geografsko regijo in lokacijo. Zaradi varnosti in učinkovitosti. Vlada vsake regije močno nasprotuje oddajanju prek frekvenčnega pasu, ki ni določen na vaši lokaciji. Zato, pri uporabi omrežja LoRa, vaši radijski sprejemniki in ure LoRa morajo biti konfigurirani na frekvenčne pasove, specifične za vašo lokacijo.

Upoštevanje pasovne širine LoRaWAN

Upoštevanje pasovne širine LoRaWAN

Bajti podatkov v digitalni obliki se prenašajo v omrežje LoRaWAN.

Omrežje LoRaWAN Hitrost prenosa podatkov ima omejitev približno 100 bajtov, samo toliko podatkovne obremenitve je mogoče hkrati učinkovito sporočiti med eno samo napravo končnega vozlišča in prehodom. Čeprav omrežje LoRaWAN pogosto vključuje hkratno komunikacijo med končnimi napravami več končnih vozlišč in enim prehodom.

Prilagodljiva hitrost prenosa podatkov

Podatkovna hitrost komunikacijskega omrežja LoRaWAN je prilagodljiva v smislu njegove dinamike pri izmenjavi hitrosti podatkov za večjo občutljivost in tudi omrežna izbira samo določenih podatkov, kar vodi do zmanjšane hitrosti prenosa podatkov v komunikaciji LoRaWAN. Frekvenca LoRaWAN, modulirana s razširjenim spektrom, preprečuje, da bi se različne hitrosti podatkov med seboj motile. S tem, optimiziranje učinkovitosti prehodov in celotnega omrežja.

Območje LoRa

Območje LoRa

Tehnologija LoRa temelji na zmanjšanju koncentracije pasovne širine za povečanje dosega in zmanjšanje porabe energije za prenos majhnih podatkov na dolge razdalje.

Na LoRa-Range lahko vpliva tudi fizična lokacija. Obseg določene različice LoRaWAN bo krajši v urbanizirani skupnosti, napolnjeni z množicami zgradb, v primerjavi s podeželsko skupnostjo, ki ima vse bolj razporejene gospodarske stavbe in s tem, manj možnosti za oviro prenosne frekvence.

Je LoRaWAN boljši od svojih konkurentov?

Komunikacijska omrežja LoRa in LoRaWAN sta preprosto boljša od drugih.

LoRaWAN, poleg tega, da je to najbolj razširjeno brezžično širokopodročno omrežje z nizko porabo energije, druge možnosti povezovanja LPWAN, kot je NB-IoT, niso tako stroškovno učinkovite kot LoRaWAN. Pasovna širina komunikacijskega omrežja LoRaWAN je sorazmerno nižja od drugih LPWAN, kar mu zagotavlja večjo pokritost in daljši doseg v primerjavi s konkurenti. Prav tako, LoRaWAN se lahko uporablja na širšem naboru področij v primerjavi s konkurenti iz kmetijstva, pri uporabi LoRaWAN v pametnem vodomeru za namakanje v industriji in običajnih gospodinjskih pripomočkih. Senzorji in tehnologija LoRaWAN se širijo tudi v aplikacijo za pametne zgradbe, kjer se lahko tehnologija LoRa uporablja za spremljanje določenih atmosferskih razmer, kot je npr.; temperaturo, vlažnost. Uporaba tehnologije LoRa pri varnosti in splošnem vzdrževanju stavb se prav tako hitro uveljavlja. ker, uporaba drugih LPWAN je v primerjavi zelo omejena.

Značilnosti LoRa in LoRaWAN

  • Omrežje LoRaWAN ima pasovno širino 125 kHz
  • Najmanjše povprečje življenjske dobe baterije končnih naprav, ki temeljijo na LoRa, je 7 leta.
  • Vrata imajo najvišji in spalni tok približno 32 mili-amper in 1 mikroamper.
  • Vsi podatki, posredovani v omrežju LoRaWAN, so dvakrat šifrirani
  • Naprave lahko komunicirajo in prenašajo podatke v omrežju LoRaWAN z nizko porabo energije na zelo dolg razpon približno 10 km.
  • V omrežju LoRaWAN, podatki se prenašajo preko radijske frekvence (Pogosteje se uporabljajo frekvenčni pasovi brez licence)
  • Omrežje LoRa je sestavljeno iz komponent, kot so končna vozlišča, Prehodi, Omrežni strežniki, Identitetni strežniki, LoRa aplikacije in programska oprema.
  • Komunikacijsko omrežje LoRaWAN je zelo stroškovno učinkovito.

Prednosti LoRaWAN -a

  • Prehod LoRa lahko učinkovito komunicira in izmenjuje podatke z več napravami končnega vozlišča
  • Motnje se zmanjšajo na zanemarljive motnje z modulacijo razširjenega spektra čivka.
  • Tehnologija LoRaWAN je zelo zaščitena z naprednimi plastmi šifriranja.
  • Naprave End, ki temeljijo na LoRa, imajo zelo dolgo življenjsko dobo baterije.
  • Omrežje LoRaWAN ima preprosto in razumljivo topologijo.
  • Frekvence, na katerih se prenašajo podatki, so brez licenc, kar močno zmanjša stroške delovanja.
  • Tehnologija LoRa ima zelo dolg razpon prenosa podatkov, običajno nekaj kilometrov.
  • Poraba energije pri podatkovni komunikaciji je zelo nizka in konzervativna.

Slabosti

  • Podatkovna hitrost komunikacijskega omrežja LoRaWAN je nizka.
  • Kanali za prenos podatkov v nelicenciranih frekvenčnih pasovih so lahko občutljivi na motnje.
  • Zasnova omrežja LoRaWAN ne podpira prenosa velike količine podatkov.

LoRaWAN Hzgodovina

LoRa obstaja že deset let in jo je sprejelo sto milijonov naprav po vsem svetu, povečati uporabo interneta stvari.

V 2009, dva prijatelja, ki sta imela isti cilj (zgraditi tehnologijo dolgega dosega, modulacija z nizko močjo) srečal v Franciji. Nicholas Sornin in Olivier Seller sta temu razvoju kljub neuspehu namenila svoj čas in predanost. Ta duo je prišel v stik s Françoisom Sforzo, ki je kasneje postal njihov partner.

Maja 2012, Semtech je kupil Cycleo s prepričanjem o sposobnostih LoRa in februarja 2015, Ustanovljena je bila zveza LoRa Alliance in protokol je bil nato poimenovan LoRaWAN. Eden od ciljev Semtecha je poenostaviti in pospešiti proces, ki je potreben za razvoj interneta stvari, tako da omogoči dostop do novih storitev in izdelkov.. Zaradi tega sta LoRa in LoRaWAN najboljša izbira pri gradnji in upravljanju interneta stvari.

LoRa in LoRaWAN v a Nv celoti

LoRa je tehnologija frekvenčne modulacije, razvita za brezžično medsebojno komuniciranje lokalnega območja, ki spada v razred tehnologije ožičenja LPWAN.

LoRa, brezžični radiofrekvenčni sistem pripada Semtechu. To je e-steber zavezništva LoRa. Odkar je bila ustanovljena LoRa Alliance v 2015, število ljudi, ki se pridružijo ekipi, se je nenehno povečevalo.

LoRa in LoRaWAN v Context

LoRa in LoRaWAN delujeta na nizki frekvenci v primerjavi z mobilnimi omrežji. To se imenuje nelicenciran spekter. Globalno, veliko ljudi uporablja LoRa in LoRaWAN, večinoma evropska telekomunikacijska podjetja in operaterji

Zagotoviti, da omrežje LoRaWAN pokriva veliko držav, mobilni operaterji posvetili svoj čas njegovemu razvoju. Ne glede na to, omrežje LoRaWAN ne more pokriti določenih držav. To je posledica stanja trga in njegove zgodovine.

Ekosistem LAPWAN v razvoju in LoRa, LoRaWAN

Sistem LPWAN je nastal pred leti. Vendar pa, je pritegnila pozornost šele pred nekaj leti. To je posledica:

  • Z dodatkom celičnega LPWAN, stopnja, s katero ljudje sprejmejo LPWAN, je visoka.
  • LPWAN na celični ravni je povzročil veliko reakcij.
  • Trg LPWAN doživlja visoko stopnjo rasti. Na neceličnem trgu, de facto se razvija in doživlja razvoj ter je precej mlad. Torej, kljub temu, da ima omejeno območje na trgu interneta stvari, LPWAN dosega visoko rast.

Nekateri operaterji pa raje mešajo celično in necelično, kjer lahko. Orange ima raje LoRaWAN in LTE-M kot dopolnila in ne tekmece.

Nizek razpon, Moč in pasovna širina kot LoRaWAN Sstandard:

V francoskem podjetju Cycleo, inženirji so delali na tehnologiji frekvenčnih valov, ki je prinesla LoRaWAN. Po določenem obdobju pogajanj, od 2012, SEMTECH je že kupil Cycleo. LoRaWAN je uradno razvil LoRa Alliance in pomeni protokol sloja MAC. Protokol LoRaWAN uporablja več kot sedemdeset operaterjev, LoRaWAN IoT pa je bil distribuiran v več kot sto državah. LoRaWAN uporablja frekvence brez licence, specifične za regijo.

Drazlikovanje Med LoRa in LoRaWAN

LoRa proti LoRaWAN lahko najprej preučimo v smislu plasti OSI, obstaja razlika med LoRa in LoRaWAN. Vendar pa ta model ima različne plasti. Prvi je fizični sloj, ki je LoRa, ki omogoča komunikacijske povezave na dolge razdalje. LoRaWAN je povezan s komunikacijskim protokolom in strukturo sistema. Preprosto, LoRaWAN je omrežje WAN.

LoRaWAN v javnem omrežju in zasebnem omrežju

LoRaWAN je bil ustanovljen za aplikacije in senzorje, ki lahko delujejo samo s prenosom in prejemanjem majhnih količin podatkov občasno na velike razdalje v nekaj urah.. Omrežje v glavnem opredeljuje dostopnost uporabnika. To omrežje je lahko zasebno ali javno.

Javni LoRaWAN:

To uporabljajo in urejajo telefonski operaterji. Javni LoRaWAN podpira več aplikacij iz več organizacij. Spodaj so navedeni koraki za doseganje te povezave:

  • Kupite naročnino
  • Namestite senzorje na mestu operaterja
  • Zaženite senzorje
  • Pridobite podatke o operaterju in jih pošljite tja, kjer jih je mogoče obdelati.

Zasebno omrežje LoRaWAN:

Zasebna omrežja LoRaWAN so po namestitvi uporabna za en sam subjekt. V tem omrežju, uporabnik upravlja svoje IoT senzorje in strukturo omrežja.

To povezavo lahko dosežete z naslednjimi spodaj navedenimi koraki:

  • Kupite določeno številko prehodov, ki je optimalna za vašo izbrano vrsto povezave.
  • Nastavite senzorje na mestu
  • Organizirajte senzorje v prehodih.
  • Ustvarite povezavo s platformo za obdelavo podatkov prehoda.
  • Aktivirajte senzorje.

Barriers za Building Networks With LoRaWAN

LoRaWAN je odličen za številne aplikacije, ne pa za zasebno omrežje. Razlogi so:

Sočasnost različnih prehodov daje prostor za motnje; ko deluje LoRaWAN, zavije na isto frekvenco in lahko dostopa do prometa.

Sprejem sporočila ni zagotovljen.

Za njegov razvoj je potrebno veliko dela; trenutno, noben prodajalec ne more zagotoviti celovite rešitve za LoRaWAN. Težava je v tem, da morate sodelovati z več ponudniki, da dobite prehode, vozlišča in druge stvari, ki sestavljajo sistem. To ustvarja veliko dela za uporabnika.

Krog dolžnosti ustvarja veliko omejitev. V javnih omrežjih, uporaba frekvenčnega pasu 868 MHz ima veliko ovir. Povprečna časovna dolžina, ki jo prehod lahko odda v določenem obdobju, ne presega enega odstotka. Zaradi tega, obremenitev podatkov LoRaWAN, to je, količina podatkov, ki se prenašajo v določenem času, je omejena.

Ton Lora Alliance

Zveza LoRa, ki je bila ustanovljena leta 2015 je neprofitna organizacija, ki posveča svoj čas in delo, da bi videla doslednost LPWAN, pa tudi njegovo globalno ozaveščenost in promocijo. Poslanstvo LoRa Alliance je spodbuditi in pospešiti hitrost, s katero ljudje sprejemajo omrežje LoRaWAN. To dosežemo z zagotavljanjem sinergije vseh tehnologij in izdelkov LoRaWAN, pomagati IoT-u prinesti večjo prihodnost. Zveza LoRa ima več kot petsto članov iz različnih podjetij. Člani LoRa Alliance lahko sodelujejo na sejmih, ki se dogajajo po vsem svetu. Člani pridobijo tudi od aktivnega ekosistema in sodelavcev, ki zagotavljajo rešitve, izdelkov in storitev za ustvarjanje poslovnih priložnosti.

Hkako lahko vzpostavim polno dupleksno komunikacijo LoRa med dvema vozliščema?

Cilj interneta stvari je pomagati običajnim zaznavalnim napravam deliti podatke z več napravami in skupaj zagotoviti dobro storitev. Na primer, Internet stvari se lahko uporablja v okolju za spremljanje ozračja in dajanje informacij ali opozoril. Tako kot se v zaprtih prostorih uporabljajo brezžične tehnologije kratkega dosega, Uvedene so bile tehnologije za zagotavljanje zunanjega brezžičnega omrežja daljšega dosega, kot je LoRa. Za omogočanje prenosa podatkov iz senzorjev, ki tvorijo internet stvari, so bile uporabljene številne tehnologije. Popoln dupleksni prenos podatkov preprosto pomeni induciran signalni nosilec, istočasno, dvosmerni prenos podatkov v določenem komunikacijskem omrežju. V tem omrežju, dve vozlišči služita kot oddajnik in imata protokol LoRa.

Med prenosom, kateri koli oddajnik v bližini vašega sprejemnika bo popolnoma izgubil svojo sposobnost sprejemanja in v kratkem času po končanem prenosu. Polni dupleks potrebuje, da sta vključeni frekvenci daleč druga od druge in potrebuje tudi filtre na sprejemniku, ki preprečujejo signal od oddajnika nasproti. Prav tako, ne morete prenašati in sprejemati podatkov hkrati med dvema vozliščema brez običajnih naprav LoRa, ki se uporabljajo v vozliščih. Lahko so sprejemni ali oddajni. Gateway uporablja različne kanalske naprave LoRa, zato identificirajte napravo, ki uporablja enakovredno približno osmim napravam LoRa z enim vozliščem.

Ali je komunikacijsko omrežje LoRaWAN odgovor na pametne zgradbe in pametna mesta?

komunikacijsko omrežje LoRaWAN je odgovor na pametne zgradbe in pametna mesta

LoRaWAN ponuja rešitev z nizko porabo energije za uspešen prenos podatkov na velike razdalje. Da bi omejili to težavo in pokrili večje območje, lahko zgradite mrežno omrežje LoRaWAN. To omrežje vam omogoča prenos podatkov na velike razdalje, ker vozlišče deluje kot repetitor. Mrežno omrežje LoRaWAN zagotavlja prenos podatkov in omogoča gradnjo prilagodljivih in večjih omrežij, ki zahtevajo majhno količino energije. Tehnologija LoRa je idealna izbira za mesta, ki so povezana, saj ima daljši doseg signala, oglas porabi minimalno energijo. Strukturo pametnega mesta LoRaWAN je enostavno in cenovno ugodno popraviti in ne potrebuje licence. Ta tehnologija lahko prenaša in sprejema podatke ter lahko pošilja sporočila na oddaljena območja.

LoRa in Raspberry Pi- Peer, ki ponuja komunikacijo z Arduinom

Raspberry koda lahko podpira tako Pi kot Arduino za komunikacijo med tema dvema možnostma. Radijska glavna knjižnica je temelj in osnova povezave Raspberry in Pi. To morate namestiti v vaš Arduino IDE.

Za začetek tega programa, uvozite knjižnico serijske periferne kode za uporabo BPI in tudi knjižnico RH_RF95 iz radijske glave. To je za izvajanje komunikacije LoRa.

Identificirajte zatič Arduina, s katerim ste povezali CS, RST, in INT pin Arduina in LoRa.

Pokažite, da bo na modulu uporabljena frekvenca 434MHz, nato aktivirajte modul.

Ponastavite modul LoRa v nastavitvah na deset milisekund.

Aktivirajte ga z modulom, ki ste ga ustvarili z radijsko glavo.

Nastavite moč prenosa in frekvenco za strežnik LoRa.

Pošljite podatkovni paket skozi modul LoRa znotraj neskončne zanke.

LoRa in MQTT

MQTT se uporablja za doseganje komunikacije med omrežnimi strežniki in prehodom. Podatki se med več napravami prenašajo po protokolu MQTT. Protokol MQTT se običajno uporablja za zmanjšanje motenj v nezanesljivih omrežjih, dovzetni za prekinitve. Strežnik zbira ta sporočila in odjemalce, ki so sposobni brati in pisati posredniku MQTT. Stranka mora opredeliti teme, o katerih želi pisati ali se naročiti. Izberete lahko vse teme. Največkrat, posrednik MQTT deluje na strežniškem stroju. Prehod bo zapisal vidno koristno obremenitev, pridobljeno iz naprave, z dodatnimi informacijami, kot sta pogostost in čas, ko se oddaja povezava navzgor. MQTT pomaga napravam pri podjetni integraciji podatkov za zasebne operacije LoRaWAN, ki so postavljene na preproste načine, tako da jih lahko stranka razume. Posrednik MQTT tudi blokira nevarne prehode pred dostopom do povezav navzgor iz drugih prehodov, če so dobro konfigurirani.

Hardware arhitektura

Mikro-US vnos: Ta funkcija se uporablja za napajanje

USB priključek (Gostitelj): to je izhodna vrata za Raspberry Pi

Malina vhodna moč

HDMI: digitalni video izhodni vmesnik (HD)

Vhod za slušalke

Ethernet vmesnik

Hza povezavo strojne opreme

Povežite svoj prehodni modul RHF0M01-868 na PR12 Bridge RHF4T002 na Raspberry Pi3

S kablom USB povežite priključek USB z vhodom za napajanje Raspberry

Povežite adapter USB na UART in nato na GP10 v Raspberry Pi

Priključite USB na adapter UART in nato na računalnik

Priključite USB vhod na a 5 Volt per 2.1 Adapter za ampermeter z uporabo 100 cm mikro USB kabla.

Sarhitektura programske opreme

Arduino: Ta se uporablja za odpiranje čutnih vrat LoRaWAN z GPS-om in tudi za prenos signalov nanj

PuTTY: to orodje vključuje serijski in SSH terminal, ki se uporablja za nadzor Raspberry Pi. Je tudi internetni brskalnik, ki se uporablja za dostop do strežnika LoRaWAN vmesnika RHF2001. Chrome bo najboljši za to).

How povezati

1) Vključite računalnik in ga povežite s kitom

  1. a) preverite svoje povezave
  2. b) Dostopajte do upravitelja datotek, da nastavite svoj kit
  3. c) Napajajte svoj prehod
  4. d) Uporabite RHF2S001 do usmerjevalnika s kablom Ethernet
  5. e) Preverite naslov IP in naslov MAC

2) Povečajte datotečni sistem vaše kartice SD

3) Uporabite strežnik RHF2001

4) Uporabite RHF76-052AM za nastavitev strežnika LoRaWAN

LoRa ITheT Kto Cvsebina

LoRa prehod: Ta naprava povezuje različne vrste omrežij. LG01 povezuje običajno internetno IP omrežje v eno, brezhibna povezava z brezžičnim omrežjem LoRa.

Arduino: to je elektronska platforma, ki uporablja programsko in strojno opremo, ki je preprosta za uporabo. Idealen je za nekoga, ki postavlja interaktivni projekt.

LoRa ščit: to se uporablja za izgradnjo senzorskega vozlišča. To doda plošči Arduino brezžično LoRa.

LoRa GPS ščit: To gradi senzor z dodajanjem na ploščo Arduino LoRa brezžično in senzorje.

Senzorji: obstajajo različne vrste senzorjev; rele, IED, ultrazvočni, DHT11, fotoobčutljivi, senzorji plamena in brenčanja.

LoRa Navodila za komplet orodij

  • Namestite Arduino IDE in 340 voziti
  • Naložite knjižnico LoRa za nameščen Arduino.
  • Optimizirajte omrežno okolje za nastavitev prehoda LG01-N.
  • Razporedite komponente in optimalno povežite prehod LG01-N z internetom.
  • Prenesite orodje za kiti, da boste lahko dostopali do LG01-N s pomočjo SSH
  • Preizkusite omrežje LoRaWAN
  • Nastavite prehod v strežniku TTN
  • Nastavite prehod LG01-N
  • Nastavite povezavo prehoda z omrežnim strežnikom LoRaWAN.
  • Konfigurirajte komunikacijsko frekvenco LoRa prehoda na vašo določeno lokacijo.
  • Vzpostavite povezavo z aplikacijskim strežnikom Cayenne
  • Nadzirajte predvajanje s podatkovno komunikacijo iz aplikacije LoRa do končnih naprav
  • Odpravite težave z omrežnim sistemom.
  • Nastavite šifriranje končnih naprav, ki temelji na LoRa, in ščite GPS.
  • Nastavite napravo ABP v TTN in jo naložite v UNO

Snekatera merila, ki jih morate upoštevati, preden izberete svojega ponudnika storitev interneta stvari

Storitve povezovanja, ki jih ponujajo:

Preverite storitev povezave, ki jo ponuja vaš ponudnik storitev. Zagotoviti je treba storitve, kot je popolna povezava interneta stvari od konca do konca. Ocenite zmogljivosti ponudnikov storitev. Ljudje potrebujejo mesto, ki jim lahko da nasvete, ki jih potrebujejo, in jim mora biti sposobno zagotoviti natančne in zanesljive rešitve interneta stvari.

je ja: e-sim omogoča, da oseba shrani različne profile operaterjev ob strani svoje naprave. e-sim panji nadzor interneta stvari

Zahteve za povezavo: vsak uporabnik ima posebno potrebo po povezavi, ki jo želi ponudnik storitev zadovoljiti. Prepričajte se, da vaš ponudnik storitev zadovolji to potrebo in ne poveča vaše težave.

DELITE TO OBJAVO

Delite naprej facebook
Delite naprej twitter
Delite naprej linkedin
Delite naprej E-naslov

Pogovorite se s strokovnjakom za LoRaWAN IoT

Pogovorite se o svetilniku LoRaWAN, Modul, in primeri uporabe prehodov in naprav LoRaWAN po meri za vaš projekt IoT

Načrtujte predstavitev

MOKOLoRA je strokovnjak za LoraWAN IoT tehnologijo, S strokovnjakom za IoT se povzpnite na vrh svojega trga