Dit artikel zal u vertellen wat LoRa-technologie en LoRaWAN-applicaties zijn. LoRa is een type draadloze LAN-standaard met laag vermogen. Hoe lager de snelheid, hoe langer de transmissieafstand. Een laag stroomverbruik is doorgaans een uitdaging om een afstand af te leggen, omdat het gemiddelde stroomverbruik over afstanden hoog is. Het belangrijkste kenmerk is dat LoRaWAN onder de voorwaarde van hetzelfde stroomverbruik als andere draadloze netwerken zich verder verspreidt; realiseert zich de eenheid van het lage stroomverbruik en de lange afstand en de transmissiesnelheid bedraagt doorgaans een paar honderd tot een paar Kbps.
1. Wat is LoRa?
LoRa is een draadloze coderingstechniek op de fysieke laag die wordt gebruikt om communicatieverbindingen over lange afstanden tot stand te brengen. Het is lid van de CCS (lineaire modulatie spread spectrum-technologie) familie en werkt in de sub-1 GHz-band. LoRa biedt de voordelen van robuuste anti-interferentie en verbetert de communicatieafstand aanzienlijk in vergelijking met conventionele FSK en andere technieken, terwijl het stroomverbruik laag blijft. Verder, de door LoRa gereguleerde diffusiefactoren zijn vrijwel orthogonaal. Dit houdt in dat signalen die gelijktijdig naar dezelfde frequentieband worden verzonden en gemoduleerd zijn met behulp van verschillende voortplantingsfactoren, niet met elkaar botsen.. In plaats van, de signalen van verschillende voortplantingsparameters zijn weinig meer dan achtergrondruis.
Gespreide spectrummodulatie, ook wel Chirp-modulatie genoemd, is de basis voor LoRa-technologie, Dit is het enige intellectuele eigendom van Semtech. Dit soort technologie, bekend als gespreid spectrum, ruilt gevoeligheid in voor bandbreedte. Wifi En ZigBee gebruik spread-spectrumtechnologie en andere systemen; Echter, LoRa-modulatie onderscheidt zich door het bereiken van de limiet van de stelling van Shannon en de maximale gevoeligheid. Met dezelfde transmissiesnelheid, LoRa-technologie is 8–12 dBm gevoeliger dan conventionele FSK-technologie.
2. Wat is LoRaWAN?
Dit is een open standaard die mediatoegangscontrole creëert (MAC) op de datalinklaag en communicatieprotocollen op basis van LoRa-chips voor LPWAN-technologie. Het LoRa Consortium is verantwoordelijk voor het onderhoud van dit protocol.
De LoRaWAN-gateway verzendt berichten met LoRa-gemoduleerde RF-gegevens van het eindapparaat naar de LoRaWAN-netwerkserver.
De relatie tussen eindapparaten en gateways is niet één-op-één. Alle gateways zijn in staat de uplinkpakketten van het eindapparaat te ontvangen. Aan de andere kant, meerdere gateways in dezelfde regio kunnen hetzelfde eindapparaat bedienen.
Er kunnen Wi-Fi- of netwerkkabels worden gebruikt om de LoRaWAN-gateway met de netwerkserver te verbinden.
De enige functie van de LoRaWAN-gateway, die alleen op de fysieke laag draait, is het doorgeven van LoRa RF-pakketten. Het zal een fysieke laagkalibratie uitvoeren na ontvangst van het LoRa-signaal. Als het accuraat is, het zal specifieke gegevens verzenden (tijdstempel, RSSI, SNR, enz.) via de uplink naar de netwerkserver. De netwerkserver geeft het transmissieverzoek voor de downlink onmiddellijk door.
3. Wat zijn de LoRaWAN-applicaties
Terug naar onze werkelijke situatie, die is gebaseerd op LoRa-kenmerken, wij noemen de vijf LoRa toepassingsmogelijkheden als volgt:
- Locatiemonitoring van boerderijen en dieren: Taken zoals het volgen en beheren van irrigatieapparatuur kunnen het beste worden afgehandeld door zelfgebouwde LoRa-netwerken, omdat de meeste van deze toepassingen zich op afgelegen of landelijke locaties bevinden met een slechte mobiele dekking en een hoge dichtheid van IoT-apparaten.
- Procedures voor het ophalen en terugwinnen van olie: Deze regio is in wezen onbewoond, ver weg, en berooid van mensen, en er is geen mobiele netwerkdekking, vooral in gebieden met veiligheidseisen zoals kolenmijnen. Lora voldoet gemakkelijk aan de voorwaarden.
- Het monitoren van bosbranden: Omdat basisstations voor mobiele netwerken in dunbevolkte gebieden moeten worden geïnstalleerd, ze zijn duur om op te zetten en hebben een glasvezeltoegangsnetwerk nodig. In tegenstelling tot, LoRa-netwerken zijn goedkoop op te zetten, hebben een uitgebreide dekking, en zijn eenvoudig te implementeren.
- Milieutoezicht: Er zijn verschillende soorten milieumonitoringlocaties. Sommige zijn voor het gemak, terwijl anderen zich op rivieren bevinden, kliffen, en bergen. Gezien de specifieke distributie van deze omgevingsmonitoringssensoren, een LoRa-netwerk zal praktischer in gebruik zijn.
2. Strenge vereisten voor toepassing op vermogen en bereik
- Water- en gasmeters: Deze hebben doorgaans een operationele levensduur van 8 naar 10 jaren. Watermeters, Bijvoorbeeld, hebben een batterij die gedurende de hele levensduur moet worden vervangen terwijl ze zeer weinig stroom verbruiken. LoRa is dus ideaal voor deze toepassingssituatie.
- Parkeersensor/slot: Wanneer de geomagnetische sensor wordt geïnstalleerd nadat de aarde is begraven, het vervangen van de batterij van de sensor kan een uitdaging zijn. Nadat het vuil is begraven, Het vervangen van de batterij is kostbaar en kost veel energie. Tegenwoordig, LoRa-technologie wordt door de meeste parkeersensoren gebruikt.
- Toegangscontrole, rook detectie, En het volgen van afval: Deze toepassingen vereisen lichtsensoren en kleine batterijen, maar omdat de batterijen twee tot drie jaar mee moeten gaan voordat ze vervangen moeten worden en omdat deze toepassing een langere werkingsafstand vereist, LoRa-technologie is geschikt.
- Slimme slijtage: LoRa-technologie is de beste optie, omdat slimme slijtage een aanzienlijk stroomverbruik vereist, vooral voor specifieke externe toepassingen buitenshuis.
3. Particuliere en zakelijke netwerken
- Industriële controle en monitoring van productielijnen: Vaste consumenten hechten veel waarde aan productiecontrole en productiegegevensbeheer, waarvan de meeste IoT op particulier of ondernemingsniveau zullen inzetten. Intelligente industriële toepassingen profiteren aanzienlijk van de flexibele inzet en robuuste anti-interferentie-eigenschappen van LoRa (RF-interferentiekarakteristieken van productielijnen).
- Park- en vastgoedbeheer: Veel commerciële vastgoed- en woongemeenschappen hebben hun interne beheer en voorzieningen verbeterd, en ze willen een privénetwerk hebben dat ze kunnen controleren. De belangrijkste Chinese vastgoedbedrijven maken al gebruik van LoRa-dekkingsnetwerken om nauwkeurige controle uit te voeren over hun commercieel en residentieel onroerend goed.
4. Wat kunt u doen met het LoRa-netwerk?
In de voorgaande drie jaar, minstens een IoT-gebaseerde aanval is door bijna gezien 20% van ondernemingen. In 2021, de totale kosten van IoT-beveiliging zullen bedragen $3.1 miljard.
Een low-power wide-area netwerkprotocol, LoRaWAN genaamd, is gemaakt om op batterijen werkende “dingen” draadloos met elkaar te verbinden in lokale netwerken., nationaal, of internationale netwerken met internet. Beveiliging is een cruciaal onderdeel van de LoRaWAN-netwerktechnologie. Bijvoorbeeld, de basisauthenticatie- en beveiligingsstructuur is gebaseerd op bijlage B[IEEE802154] van IEEE802.15.4/2006’s implementatie van de AES128-coderingstechniek. In vergelijking met oplossingen met één sleutel, LoRaWAN is veiliger omdat het afzonderlijke sleutels gebruikt voor het coderen en authenticeren van gebruikersgegevens en het handhaven van de netwerkintegriteit.
Het volgen van de mondiale toeleveringsketen
Veel bedrijven met internationale markten zijn afhankelijk van een wagenpark, inclusief vrachtwagens, auto's, schepen, en vliegtuigen. Bedrijven kunnen de gegevens krijgen die ze nodig hebben om verstandige kostenbesparende keuzes te maken met behulp van IoT-vlootmonitoring. Routeplanning, geo-voertuig tracking, en voorspellende onderhoudsupdates van ingebouwde sensoren kunnen helpen bij effectief brandstofbeheer door gepland onderhoud mogelijk te maken en uitvaltijd te minimaliseren. Vanwege het lage energieverbruik en de lange levensduur van de batterij, Ingebouwde sensoren kunnen in minder dan een dag in het hele wagenpark worden geïnstalleerd en zijn gemakkelijk te onderhouden.
Slimme landbouw
Alleen 3% van het water op aarde is toegankelijk als zoet water, en de landbouwsector gebruikt 70% ervan. IoT-oplossingen zijn essentieel om boeren de kennis te geven die ze nodig hebben om te beslissen hoe ze de hulpbronnen waarover ze beschikken efficiënt kunnen gebruiken. Boeren kunnen het risico op gewassterfte als gevolg van overirrigatie of droogte verlagen door gebruik te maken van een op LoRa gebaseerde inzet slimme irrigatie.
Slimme woning
Er zijn verschillende details die een eigenaar in de gaten moet houden: de temperatuur, verlichting, watergebruik, enz. IoT-technologieën kan het beheer van nutsvoorzieningen eenvoudiger maken in het tijdperk van connectiviteit, waardoor ze direct beschikbaar zijn voor eigenaren, ongeacht waar ze zich op het netwerk bevinden. Toepassingen voor slimme huizen die LoRa gebruiken, zijn onder meer thermostaten, sproeiers, deuren, sloten, en stopcontacten. Op LoRa gebaseerde thermostaten kunnen de temperatuur van een huis controleren en indien nodig gedurende de dag aanpassingen maken, net zoals slimme koelkasten dat kunnen. Toepassingen voor slimme irrigatie kunnen bijhouden wanneer en hoe lang sprinklersystemen ingeschakeld moeten zijn. Via deze programma's wordt de capaciteit om talrijke nutsvoorzieningen te beheren en energie te besparen beschikbaar gesteld aan huiseigenaren en vastgoedbeheerders, die allemaal gemakkelijk toegankelijk zijn vanaf mobiele apparaten.
