نحن نعيش في أوقات جذرية حيث تزدهر تكنولوجيا إنترنت الأشياء! وبالتالي, نصادف مصطلحات عصرية مثل LoRa وLoRaWAN طوال الوقت. يستخدم معظم الناس هذين المصطلحين بالتبادل لأنهما يبدوان متشابهين. ومع ذلك, هذا ليس صحيحًا تمامًا نظرًا لوجود بعض الاختلافات الرئيسية التي يجب علينا حلها. في هذا الدليل, سنقوم بدراسة الفروق الرئيسية بين LoRa وLoRaWAN. سنتحقق أيضًا من بعض حالات الاستخدام الواقعية التي تستخدمها والفوائد التي تجلبها. بالنهاية, ستكون خبيرًا في التمييز بين تقنيات إنترنت الأشياء اللاسلكية!
فهم لورا وLoRaWAN
قبل فهم الاختلافات الرئيسية بين LoRa وLoRaWAN, سيتعين علينا تطوير فهم عميق للتعريفات وهندسة العمل الخاصة بـ LoRa وLoRaWAN.
ما هو لورا
لورا (بعيد المدى) هي تقنية اتصالات لاسلكية طويلة المدى تعمل على ترددات الراديو لتوفير اتصال إنترنت الأشياء. تم تطويره بواسطة سيمتك, تعمل LoRa كطبقة مادية لنقل البيانات لاسلكيًا عبر مسافات طويلة. يمكنك استخدام مودم LoRa لتحويل أي مجموعة بيانات إلى إشارة تردد الراديو هذه.
قامت وكوريا الجنوبية بتحديث إنترنت الأشياء الصناعي والتصنيع الذكي للرقائق, يقوم LoRa بتعديل الإشارات باستخدام Chirp Spread Spectrum (CSS) – تقنية تعديل تجعل الإشارة مرنة تجاه الضوضاء والتداخل. وهذا يساعد LoRa على استغلال النطاق الترددي الكامل للقناة بشكل فعال عند نقل البيانات من أجهزة إنترنت الأشياء. مقارنة بالواي فاي والبلوتوث, تشتهر LoRa بنطاق اتصالاتها الفائق, حساسية المستقبل المحسنة, وقدرات نقل البيانات الكبيرة.
تعمل LoRa على نطاقات تردد فرعية جيجاهرتز خالية من الترخيص مثل 433 ميجاهرتز و915 ميجاهرتز. يتيح ذلك لبوابة LoRa واحدة توصيل آلاف أجهزة إنترنت الأشياء المنتشرة على مسافة عدة كيلومترات. بالتالي, تعتبر LoRa مثالية لتنفيذ تطبيقات إنترنت الأشياء القوية على مناطق واسعة.
ما هو لوراوان
LoRaWAN (شبكة واسعة النطاق بعيدة المدى) هو بروتوكول اتصال يربط تطبيق إنترنت الأشياء بإشارة LoRa. تم تضمين LoRaWAN في طبقة نقل البيانات لجهاز إنترنت الأشياء. تعمل على طبقة وصلة البيانات, يمنحك LoRaWAN التحكم في بنية الشبكة وبروتوكول الاتصال. بالتالي, نحن أكثر قدرة على تحديد جودة الخدمة, مدى البطارية المتبقية للعقد المتصلة, إمكانيات وقدرات الشبكة, والثغرات الأمنية المحتملة ونوع التطبيقات قيد الاستخدام.
الأهم من ذلك, يتم تعريف بروتوكول LoRaWAN وإدارته بواسطة LoRa Alliance. LoRaWAN يكمل إشارات التردد اللاسلكي لورا. وبالتالي, نحن قادرون على خلق اقتصادي, ثنائي الاتجاه, منخفضة الطاقة, بعيد المدى, حلول إنترنت الأشياء التي يمكننا نشرها في سيناريوهات تتضمن نطاقات واسعة. يتطلب LoRaWAN عددًا أقل من البوابات لإنشاء أي شبكة. هذا سبب بارز لاكتساب LoRaWAN شعبية لعمليات النشر في تطبيقات مثل المدن الذكية وما إلى ذلك.
LoRa و LoRaWAN نcom.etwork أالهندسة المعمارية
تستخدم شبكات LoRaWAN طوبولوجيا نجمة النجوم مع بوابات تنقل البيانات بين العقد النهائية (مجسات) وخادم الشبكة المركزي. يستخدم الاتصال اللاسلكي بين العقد الطرفية والبوابات طبقة LoRa المادية للمدى الطويل, اتصالات منخفضة الطاقة. تقوم البوابات بعد ذلك بإعادة توجيه الرسائل من العقد النهائية إلى خادم الشبكة عبر شبكات IP.
- عقد النهاية: العقد النهائية تحتوي على مجسات, جهاز إرسال واستقبال LoRa للاتصالات اللاسلكية, واختياريا متحكم. ينقلون مباشرة إلى البوابات الموجودة في النطاق باستخدام تعديل LoRa.
- بوابات: بوابات بمثابة جسر بين العقد النهائية وخادم الشبكة, تحويل حزم RF LoRa إلى حزم IP. يتم تشغيلها وتوصيلها بخادم الشبكة عبر IP.
- خوادم الشبكة: يتلقى خادم الشبكة البيانات من البوابات, يعالج إلغاء التكرار والتوجيه إلى خوادم التطبيقات. أنها تمكن الاتصال ثنائي الاتجاه – كل من الوصلة الصاعدة من العقد والوصلة الهابطة من التطبيق.
- خوادم التطبيقات: تقوم خوادم التطبيقات ببناء تطبيقات المستخدم النهائي وتتكامل مع الخدمات السحابية الأخرى. إنهم يتفاعلون مع خادم الشبكة للتواصل مع شبكة LoRaWAN.
لورا ضد LoRaWAN: تحليل مقارن
فيما يلي جدول يلخص الاختلافات الرئيسية بين الطبقة المادية LoRa وطبقة الشبكة LoRaWAN:
| لورا | LoRaWAN | |
| نوع التكنولوجيا | تقنية تعديل الطبقة المادية (CSS) | بروتوكول اتصالات طبقة الشبكة |
| تعديل | طيف انتشار النرد | يعتمد على LoRa PHY |
| نطاقات التردد | 433 ميغاهيرتز, 868 ميغاهيرتز, 915 ميغاهيرتز | 433 ميغاهيرتز, 868 ميغاهيرتز, 915 ميغاهيرتز |
| مطور | تم تطويره بواسطة سيمتك | يديره تحالف لورا |
| استهلاك الطاقة | اتصال لاسلكي منخفض الطاقة | طاقة منخفضة محسنة لأجهزة إنترنت الأشياء |
| نطاق | تعديل لاسلكي طويل المدى | طويلة المدى الاستفادة من LoRa |
| معدلات البيانات | معدلات بيانات منخفضة | معدلات بيانات منخفضة |
| الاتصالات ثنائية الاتجاه | لا | نعم |
| تطبيق | تعديل إشارة قوية | LPWAN لإنترنت الأشياء/M2M |
LoRa و LoRaWAN – العمود الفقري لـ LPWAN
مع الاتجاه المتزايد لإنترنت الأشياء, نشهد المزيد والمزيد من عمليات نشر LPWAN. يعتمد العديد من عمالقة التكنولوجيا وشركات إنترنت الأشياء بشكل كبير على LPWAN لمختلف التطبيقات. حقيقة, أصبحت LoRa وLoRaWAN المعيار الفعلي لعمليات نشر إنترنت الأشياء على نطاق واسع وواسع النطاق. ومن المثير للاهتمام أن نرى أن LoRa وNB-IoT سيهيمنان على سوق LPWAN على 85% من الاتصالات في جميع أنحاء العالم في 2028.
يضمن هذا المجتمع المتنامي نظامًا بيئيًا للابتكار يشجع الجميع على التحول إلى حل أكثر جدارة بالثقة. هناك أسباب عديدة لهذا النمو السريع وسوف نلقي نظرة على بعضها.
- تكاليف أقل: تعمل LoRa و LoRaWAN على نطاقات التردد المجانية. وبالتالي, هم أكثر سهولة. علاوة على ذلك, تعد مكونات شبكة LoRaWAN مثل البوابات والأجهزة أكثر اقتصادا مقارنة بالشبكة الخلوية أو WiFi.
- نشر أبسط: تعد شبكات LoRaWAN أسهل في النشر من الشبكات الخلوية التقليدية, تتطلب فقط نقاط النهاية والبوابات.
- اتصال طويل المدى: يمكن لبوابة LoRa واحدة توصيل آلاف نقاط النهاية على مدى عدة كيلومترات.
- الأمان: نقل البيانات المشفرة من طرف إلى طرف.
- بروتوكول موحد: كونه معيارًا مفتوحًا يتيح إمكانية التشغيل البيني.
- قدرات ثنائية الاتجاه: يتيح الاتصال ثنائي الاتجاه لـ LoRaWAN رسائل التحكم في الوصلة الهابطة.
- النظام البيئي سريع النمو: لقد انتهى تحالف LoRa 500 الشركاء في جميع أنحاء العالم.
فوائد رائدة لـ LoRa وLoRaWAN
هناك العديد من الفوائد الرائدة من LoRa و LoRaWAN. ومع ذلك, هنا سوف نلقي نظرة على القليل منهم فقط.
- تتيح القدرات طويلة المدى تنفيذ حلول مبتكرة مثل تطبيقات المدن الذكية.
- إنها تتطلب طاقة منخفضة ومن ثم فهي تضمن أن أجهزة إنترنت الأشياء المتصلة سيكون لها عمر بطارية أطول.
- النطاق الترددي المنخفض يجعلها مثالية لعمليات نشر إنترنت الأشياء العملية. وذلك لأن عمليات النشر هذه تتطلب عمليات نقل بيانات أقل أو أن نقل البيانات ليس ثابتًا.
- إنها أسهل في الإعداد مقارنة بالتقنيات الأخرى. بالإضافة إلى, هم أسرع لنشرها كذلك.
- هذه لها طبقتان للأمان. طبقة واحدة مخصصة للشبكة والأخرى مخصصة للتطبيق. يتميز كلاهما بتشفير AES وبالتالي سيكون لديك ضمان بعدم وجود أي ثغرات أمنية.
- إنها تسمح بالإرسال والتواصل ثنائي الاتجاه بشكل كامل.
- تعمل هذه على معيار مفتوح محمي بموجب تحالف LoRa ومفتوح.
العالم الحقيقي شحد ذاتها حالات LoRaWAN وLoRa
هناك العديد من الاحتمالات لاستخدام LoRa و حلول لوراوان. ومع ذلك, يهتم اللاعبون الرئيسيون بقطاعات معينة فقط وهم يبحثون فقط في الاحتمالات الواعدة. يتضمن بعضها تطوير مواقف السيارات الذكية, حركة المرور الذكية وإدارة النفايات, القياس عن بعد, منازل ومباني أكثر أمانًا, أفضل سلسلة التوريد والخدمات اللوجستية, الزراعة المريحة والمنتجة, التعدين الفعال, والتصنيع الآلي. ببساطة, يعتبر LoRaWAN مثاليًا للعديد من تطبيقات إنترنت الأشياء الصناعية التي تنطوي على اهتمام الشركات الخاصة والهيئات الحكومية. في هذا القسم, سنلقي نظرة سريعة على بعض حالات الاستخدام الفريدة والبارزة.
يستخدم Minol Zenner LoRaWAN في صناعات الإسكان والمرافق في ألمانيا
هذا هو تطبيق فرعي للقياس الذكي والمبتكر. لقد طوروا حلاً يعتمد على LoRaWAN والذي يمكن أن يسهل إجراء القياس عن بعد. إنهم يعملون حاليًا على جعله متوافقًا مع المعايير القانونية. المحادثات جارية لنشر نظام القياس الذكي هذا. سيقلل بشكل كبير من تكلفة القياس ويحول عملية القياس إلى عملية تلقائية.
نظام إدارة المياه الذكي في Apana
قبل نشر هذا النظام, لم يكن لديهم طريقة لمعرفة استخدامهم الحالي للمياه. لا يقوم نظام إدارة المياه الذكي من Apana باكتشاف استخدام المياه ومستويات المياه المتبقية فحسب، بل يكتشف أيضًا ويراقب أي تسرب محتمل للمياه. بالتالي, إنه قادر على منع أي فقد كبير للمياه وبالتالي فهو يسمح بتخفيض كبير في التكلفة. هذا النظام فعال للغاية لأنه يعتمد على LoRaWAN.
موكوسمارت جهاز تعقب GPS لرصد الموقع في الوقت الحقيقي
MOKOSmart هو اسم معروف في سوق أجهزة LoRaWAN. يوفر جهاز التعقب LoRaWAN GPS الخاص بنا تتبعًا دقيقًا ودقيقًا عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لأي شحنة أو طرد. يمكن أن يكون التتبع في الوقت الفعلي سهلاً للعملاء حتى لو لم تكن لديهم خبرة سابقة في إنترنت الأشياء. تم تطوير جهاز تعقب GPS الخاص بنا باستخدام LoRa ويقوم بنقل البيانات ومعالجتها من خلال استخدام بروتوكولات LoRaWAN. يتم نشره بسرعة ويبلغ العملاء بموقع الحزمة الخاصة بهم في جميع الأوقات. بالتالي, يساعد في مكافحة سرقات الأصول ويحارب اضطرابات سلسلة التوريد.
ComplianceMate لمراقبة الأغذية
Laird Connectivity و CM Systems هي شركات مستقلة لإنترنت الأشياء تعمل على ابتكار حلول إنترنت الأشياء الفريدة والمستدامة. لقد قاموا بتطوير منتج يعرف باسم ComplianceMate. والغرض الأساسي منه هو مراقبة المحتوى المغذي للطعام وإخطار الأشخاص المعنيين إذا كان تناول الطعام غير صحي. يمكن لتجار التجزئة للمواد الغذائية دمج ComplianceMate في ثلاجاتهم, حاويات الطعام, أو وحدات التخزين. يمكنه القضاء على التلوث من خلال اقتراح درجات حرارة فعالة لتخزين الطعام وإخطار بائع التجزئة في حالة وجود أي خطر.
KotahiNet يربط جزر كوك في نيوزيلندا
قامت KotahiNet بتطوير شبكة قائمة على LoRaWAN والتي توفر بنية تحتية للاستشعار الذكي لجزر كوك. الشركات الخاصة والجهات الحكومية قادرة على تحليل وجمع البيانات من البيئة. وبالتالي, يمكنهم اتخاذ قرارات أكثر ذكاءً بشأن موارد الجزيرة المحدودة والعمليات التجارية واسعة النطاق. توفر KotahiNet أيضًا الخدمات والمنتجات ذات الصلة التي تعمل على شبكتها.
لورا و LoRaWAN مقابل سهناك LPWAN رالتكنولوجيات
تعد LoRa وLoRaWAN من التقنيات الرائدة في مجال LPWAN لإنترنت الأشياء. كيف يمكن مقارنتها بتقنيات LPWAN المنافسة الأخرى؟?
LoRa/LoRaWAN مقابل NB-IoT
NarrowBand IoT (ملحوظة: إنترنت الأشياء) هو معيار LPWAN تم تطويره بواسطة 3GPP لاتصال إنترنت الأشياء الخلوي. تستفيد تقنية NB-IoT من البنية التحتية الحالية لتقنية LTE ولكنها تعمل في نطاق مرخص, لذلك هناك تكاليف مرتبطة باستخدام شبكات NB-IoT. يوفر NB-IoT اختراقًا داخليًا جيدًا وتشغيلًا منخفض الطاقة. ومع ذلك, مرونة نشر الشبكة أقل مقارنة بـ LoRaWAN.
لورا/لوراوان ضد سيجفوكس
Sigfox هي تقنية LPWAN خاصة تستخدم تعديل النطاق الضيق للغاية لتمكين التكلفة المنخفضة, اتصال منخفض الطاقة. كما أنها ملكية, توفر Sigfox مرونة أقل ولكنها يمكن أن توفر تكاليف منخفضة جدًا على نطاق واسع. لدى Sigfox قيود مثل رسائل الوصلة الصاعدة المنخفضة يوميًا ولا توجد إمكانية للوصلة الهابطة.
لورا/لوراوان ضد زيجبي
ويستند زيجبي على 802.15.4 البروتوكول ويمكّن الشبكات المتداخلة لإنترنت الأشياء. حيث يعمل Zigbee بتردد 2.4 جيجا هرتز, النطاق أقل مقارنة بتقنيات Sub-GHZ مثل LoRa. يوفر Zigbee إمكانية التشغيل البيني ولكن يمكن أن يكون له متطلبات معقدة لإعداد الشبكة والمزامنة. استخدام الطاقة أعلى من تقنية LPWAN.
دور LoRa و LoRaWAN في قطاع إنترنت الأشياء
تعتمد العديد من شركات الاتصالات الشهيرة على LoRa. هذه مثالية للاتصالات بين العديد من أنظمة جمع البيانات التي تتضمن أجهزة إنترنت الأشياء. تتضمن هذه الاتصالات عمليات إرسال بيانات كبيرة والتي تحدث بشكل متكرر بعد فترات زمنية محددة. هؤلاء لديهم الكثير ليقدموا لهم تقنياتهم المنافسة وهذا هو سبب اكتسابهم لشعبية.
تعمل معظم التقنيات الأخرى مثل Sigfox على نطاقات النطاق الترددي فائقة النطاق وهذا هو السبب في أنها أغلى بكثير ولا يمكن الوصول إليها. وبالتالي, ليس من العملي نشر هذه التقنيات الأخرى لتطبيقات إنترنت الأشياء واسعة النطاق. علاوة على ذلك, التقنيات الأخرى أكثر عرضة للضوضاء وتقلبات التردد. ومع ذلك, LoRa و LoRaWAN محصنون نسبيًا ضد هؤلاء.
يتطلع معظم اللاعبين الرئيسيين في صناعة إنترنت الأشياء إلى تطوير منتجات وحلول لتطبيقات إنترنت الأشياء التي تنطوي على مسافات كبيرة, استهلاك منخفض للطاقة, وعمليات نقل البيانات الكبيرة. وبالتالي, المزيد والمزيد من النماذج الأولية القائمة على LoRa و LoRaWAN في مرحلة التصميم. ومع توسعها المستمر, سوف يلبي متطلباتنا المستقبلية ويقدم حلول LoRa وLoRaWAN الأكثر قابلية للتطبيق.
بدء مع LoRa و LoRaWAN
MOKOSmart هو اسم مشهور في صناعة إنترنت الأشياء. لدينا سنوات من الخبرة في تصميم وتصنيع منتجات إنترنت الأشياء. لدى MOKOSmart وحدة R مخصصة&فريق D ونحن متخصصون في المنتجات القائمة على LoRaWAN. لدينا إمكانيات إنتاج ضخمة ويمكننا مساعدتك في تلبية جميع احتياجاتك المتعلقة بـ LoRa. الجودة الفائقة هي السمة المميزة لدينا ونقدمها دائمًا في الوقت المحدد. لا تتردد في الاتصال بنا إذا كانت لديك أي أسئلة أخرى أو إذا كنت ترغب في الحصول على عرض أسعار لمنتجات LoRaWAN.
اقرأ المزيد عن لورا ولوراوان
