LoRaWAN – это беспроводная технология, получившая значительное распространение в последние годы, в первую очередь благодаря своей способности обеспечивать связь между устройствами IoT на большом расстоянии и низкому энергопотреблению. Технология основана на протоколе LoRaWAN, который оптимизирован для устройств с батарейным питанием и предназначен для работы в нелицензируемом промышленном, научном и медицинском (ISM – англ. Industrial, Scientific, Medical) диапазоне. В этой статье мы представим подробный обзор LoRaWAN и его применения в IoT.
Что такое LoRaWAN?
LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) – это беспроводная технология, обеспечивающая связь между устройствами IoT на большом расстоянии, с низким энергопотреблением. Она основана на протоколе LoRaWAN, который представляет собой протокол управления доступом к среде (MAC), разработанный для работы в нелицензируемом диапазоне ISM. Технология использует чирпированную модуляцию спектра* для достижения связи на большие расстояния с низким энергопотреблением.
LoRaWAN получила значительное распространение в последние годы благодаря своей способности обеспечивать связь на большие расстояния, низкому энергопотреблению и низкой стоимости. Это делает ее идеальной технологией для IoT-приложений, требующих связи на большом расстоянии и низкого энергопотребления.
Технологический стек LoRaWAN
Технологический стек LoRaWAN состоит из нескольких уровней, которые обеспечивают безопасную двунаправленную связь, мобильность и услуги локализации. Эти уровни включают в себя:
• Конечные устройства: Это устройства с поддержкой LoRaWAN, которые могут взаимодействовать со шлюзами.
• Шлюзы: Это устройства, которые действуют как мост между конечными устройствами и сетевым сервером. Они принимают сигналы от конечных устройств и направляют их на сетевой сервер.
• Сетевой сервер: Это центральное устройство, которое управляет сетью LoRaWAN. Он аутентифицирует устройства, маршрутизирует сообщения между конечными устройствами и серверами приложений и управляет безопасностью сети.
• Сервер приложений: Это сервер, который получает данные от конечных устройств, обрабатывает их и доставляет в приложение.
Параметр | Европа | Северная Америка | Россия |
|---|---|---|---|
Частотный диапазон, МГц | 863-870 | 902-928 | 864-865,5;
868,7-869,2 |
Максимальное количество каналов | 35 | 64(UL)+8(UL)+8(DL) | 8 |
Технические характеристики LoRaWAN
Сети LoRaWAN имеют несколько спецификаций, которые делают их подходящими для широкого спектра приложений IoT. К этим спецификациям относятся:
• Низкое энергопотребление: Устройства LoRaWAN имеют очень низкое энергопотребление, что позволяет им работать от батарей в течение нескольких лет.
• Широкая зона покрытия: Сети LoRaWAN имеют широкую зону покрытия, что делает их подходящими для решений, требующих связи на большие расстояния.
• Низкая скорость передачи данных: Сети LoRaWAN имеют низкую скорость передачи данных, что означает, что они могут передавать небольшие объемы данных за один раз. Однако этого достаточно для многих приложений IoT.
• Безопасность: Сети LoRaWAN имеют встроенные функции безопасности, которые защищают от подслушивания и несанкционированного доступа.
Как работает LoRaWAN?
LoRaWAN работает в нелицензируемом диапазоне ISM и использует чирпированную модуляцию спектра* для достижения связи на большие расстояния с низким энергопотреблением. Технология использует топологию “звезда”, где несколько конечных устройств связываются с одним шлюзом. Затем шлюз пересылает данные на центральный сервер.
LoRaWAN поддерживает несколько скоростей передачи данных, что позволяет устройствам передавать данные на большие расстояния при минимальном энергопотреблении. Технология также поддерживает адаптивную скорость передачи данных (ADR), которая позволяет устройствам регулировать скорость передачи данных в зависимости от уровня сигнала.
Преимущества LoRaWAN
Технология LoRa произвела революцию в IoT, обеспечив передачу данных на большие расстояния при очень низком энергопотреблении. При подключении к не сотовой сети LoRaWAN™, устройства LoRa позволяют использовать широкий спектр решений IoT, передавая пакеты с важной информацией. LoRaWAN заполняет технологический пробел сотовых сетей и сетей на основе Wi-Fi/BLE, которые требуют либо высокой пропускной способности, либо высокой мощности, либо имеют ограниченный радиус действия или не способны проникать в глубокие внутренние помещения.
Технология LoRaWAN обладает рядом преимуществ по сравнению с другими технологиями беспроводной связи. К этим преимуществам относятся:
• Дальняя связь: Сети LoRaWAN могут поддерживать связь на расстоянии нескольких километров, что делает их идеальными для решений, требующих связи на большие расстояния.
• Низкое энергопотребление: Устройства LoRaWAN имеют очень низкое энергопотребление, что означает, что они могут работать от батарей в течение нескольких лет.
• Низкая стоимость: Сети LoRaWAN относительно недороги в развертывании и обслуживании, что делает их пригодными для широкого круга решений.
• Гибкость: Сети LoRaWAN являются гибкими и могут быть настроены в соответствии с конкретными требованиями.
Применение LoRaWAN в IoT
LoRaWAN получила значительное распространение в IoT благодаря своей способности обеспечивать связь на большие расстояния при низком энергопотреблении. Технология используется в различных решениях, включая “умное” сельское хозяйство, “умные” города, отслеживание объектов и “умные” дома.
• Умное сельское хозяйство: LoRaWAN используется в сельском хозяйстве для мониторинга урожая, влажности почвы и погодных условий. Технология позволяет фермерам контролировать урожай в режиме реального времени и принимать решения на основе данных.
• Умные города: LoRaWAN используется в “умных” городах для мониторинга качества воздуха, дорожного движения и парковки. Технология позволяет городам оптимизировать свои ресурсы и улучшить качество жизни своих граждан.
• Отслеживание объектов: LoRaWAN используется в отслеживании объектов для мониторинга местоположения и состояния объектов. Технология позволяет предприятиям отслеживать свои объекты в режиме реального времени и оптимизировать логистические операции.
• Умные дома: LoRaWAN используется в “умных домах” для мониторинга и управления различными устройствами, включая освещение, отопление и безопасность. Технология позволяет домовладельцам удаленно управлять своими устройствами и оптимизировать потребление энергии.
Заключение
LoRaWAN – это беспроводная технология, которая получила значительное распространение в последние годы благодаря своей способности обеспечивать связь на большие расстояния при низком энергопотреблении. Технология основана на протоколе LoRaWAN, который оптимизирован для устройств с питанием от батарей и предназначен для работы в нелицензируемом диапазоне ISM. LoRaWAN используется в различных приложениях, включая “умное” сельское хозяйство, “умные” города, отслеживание объектов и “умные” дома.
Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о данной технологии и сферах её применения!
Дмитрий Поликарпов, PR директор NEKTA
Формирует и реализует стратегию продвижения бренда и продуктов NEKTA. Медийное лицо компании, курирует организацию онлайн- и офлайн мероприятий, участвует в развитии сообщества партнёров NEKTA.
*Чирпированная модуляция спектра CSS (chirp spread spectrum) модуляция, которая использует метод расширения частоты в качестве метода модуляции. Так называемые импульсы ЛЧМ отправляются в виде символов, которые увеличивают или уменьшают частоту LoRa непрерывно с течением времени. Передача данных затем осуществляется последовательной последовательностью этих ЛЧМ-импульсов
Для тех, кто ценит свое время
Будьте в курсе последних новостей разработки, кейсов наших партнеров и интеграции оборудования. Все самое интересное в нашей рассылке.
Хотите узнавать о новых публикациях не заходя на сайт?
Подписывайтесь на анонсы в ВК и Телеграме
