LoRa (Μεγάλης εμβέλειας) Η ασύρματη τεχνολογία αισθητήρων δημιουργεί κύματα στο Internet of Things (ΙΩΤ) βιομηχανία. Αυτή η ασύρματη τεχνολογία μπορεί να προσφέρει αξιόπιστη συνδεσιμότητα σε μεγάλες αποστάσεις – τεντώνοντας όσο 10 χλμ σε αγροτικές περιοχές και 2 χλμ σε αστικές περιοχές. Με αξιόπιστη μετάδοση δεδομένων που διεισδύει σε εσωτερικούς χώρους και υπόγειες κατασκευές, και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας υπερβαίνει αρκετά χρόνια – όλα με χαμηλό λειτουργικό κόστος – Η LoRa υπόσχεται να εξαλείψει πολλές προκλήσεις συνδεσιμότητας και ισχύος, εμποδίζοντας τις καινοτόμες περιπτώσεις χρήσης IoT.
Δεδομένων των δυνατοτήτων του, Δεν αποτελεί έκπληξη οι προβλέψεις του κλάδου αναμένουν ότι η LoRa θα συνδέσει τα επόμενα δισεκατομμύρια συσκευές IoT. Η εταιρεία αναλυτών ABI Research προβλέπει ότι το LoRa θα αντιπροσωπεύει πάνω από το ήμισυ όλων των μη κυψελωτών συνδέσεων LPWA, που μπορεί συνολικά σχεδόν 1.3 δισεκατομμύρια από 2026.
Τι είναι οι αισθητήρες LoRa
Οι αισθητήρες LoRa είναι ασύρματοι αισθητήρες που χρησιμοποιούν Τεχνολογία επικοινωνίας LoRa για τη μετάδοση δεδομένων αισθητήρων σε πύλες και εφαρμογές. Αυτοί οι αισθητήρες καταναλώνουν πολύ λίγη ισχύ και μπορούν να λειτουργήσουν για πολλά χρόνια πριν χρειαστεί αντικατάσταση. Οι συνήθεις μετρήσεις περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία, υγρασία, ποιότητα αέρα, ροή νερού, υγρασία εδάφους, δόνηση, κι αλλα.
Οι αισθητήρες περιέχουν έναν μικροελεγκτή για τη λήψη μετρήσεων του αισθητήρα, Ραδιόφωνο LoRa για ασύρματη επικοινωνία, και μια πηγή ενέργειας μπαταρίας. Τα δεδομένα από τους αισθητήρες μεταδίδονται περιοδικά μέσω του δικτύου LoRa σε κεντρικές εφαρμογές και πλατφόρμες ανάλυσης. Μερικοί κοινοί αισθητήρες που είναι ενσωματωμένοι σε αισθητήρες LoRa περιλαμβάνουν:
- DHT11 – Αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας
- Υπερηχητικός – Αισθητήρας ανίχνευσης αντικειμένων
- Ευκολώς επηρεαζόμενος από το φως – Αισθητήρας φωτισμού περιβάλλοντος
- Αισθητήρας φλόγας – Για την ανίχνευση της παρουσίας πυρκαγιάς
- Ρελέ – Για τον έλεγχο της ισχύος της συσκευής
- Βομβητές – Ηχητικός συναγερμός ή προειδοποιήσεις
- LED – Οπτικοί δείκτες
- Μονάδες GPS – Τοποθέτηση θέσης
Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να συνδεθούν σε μια πλακέτα μικροελεγκτή με δυνατότητα LoRa, όπως ένα Arduino ή το Raspberry Pi για τη συλλογή και μετάδοση δεδομένων αισθητήρων.
Πώς οι αισθητήρες LoRa μεταδίδουν και λαμβάνουν δεδομένα μέσω LoRaWAN
Οι αισθητήρες LoRa λειτουργούν σε ένα δίκτυο LoRa, χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο LoRaWAN για αποτελεσματική μετάδοση και λήψη δεδομένων. Το LoRaWAN είναι ένας έλεγχος πρόσβασης πολυμέσων που βασίζεται σε σύννεφο (ΜΑΚ) πρωτόκολλο επιπέδου που λειτουργεί κυρίως ως πρωτόκολλο επιπέδου δικτύου. Χρησιμοποιούμε το LoRaWAN για τη διαχείριση της επικοινωνίας μεταξύ των πυλών LoRa και των αισθητήρων LoRa (κόμβοι). Λειτουργεί ως πρωτόκολλο δρομολόγησης και το διατηρεί το LoRa Alliance. Η πρώτη έκδοση του LoRaWAN κυκλοφόρησε το έτος 2015.
Στην αρχιτεκτονική LoRaWAN, Κόμβοι LoRa, που είναι οι αισθητήρες εξοπλισμένοι με πρωτόκολλο LoRa, εκκινούν ασύγχρονη επικοινωνία όταν έχουν δεδομένα να μεταδώσουν. Αυτό επιτρέπει σε ένα δίκτυο LoRa να ανταλλάσσει ευαισθησία για ρυθμό δεδομένων με σταθερό εύρος ζώνης καναλιού. Περιλαμβάνει κυρίως την επιλογή του ποσού του χρησιμοποιημένου spread, μια επιλέξιμη παράμετρος μεταξύ 7 και 12. Αυτός ο παράγοντας διασποράς καθορίζει την ευαισθησία και το ρυθμό δεδομένων ενός κόμβου LoRa.
Τα δεδομένα που μεταδίδονται από έναν κόμβο LoRa λαμβάνονται από πολλαπλές πύλες LoRa, που προωθούν τα ληφθέντα πακέτα δεδομένων σε έναν κεντρικό διακομιστή δικτύου (Διακομιστής IoT). Φιλτράρει τα διπλά πακέτα, διαχειρίζεται το δίκτυο, και πραγματοποιεί ελέγχους ασφαλείας. Ακολούθως, ο διακομιστής στέλνει τα επεξεργασμένα δεδομένα σε μονάδες εφαρμογής, πίνακες ελέγχου, ή συνδεδεμένες έξυπνες συσκευές. Με αυτόν τον τρόπο το πρωτόκολλο LoRaWAN δείχνει υψηλή αξιοπιστία και ακρίβεια για το μέτριο φορτίο.
Επιπροσθέτως, το πρωτόκολλο LoRaWAN ενσωματώνει κωδικοποίηση Forward Error Correction για ενίσχυση της ανθεκτικότητας του δικτύου έναντι παρεμβολών. Με υψηλό προϋπολογισμό ασύρματης σύνδεσης 155 dB έως 170 dB, Τα δίκτυα LoRa παρουσιάζουν εκτεταμένο εύρος, καθιστώντας τα κατάλληλα για διάφορες εφαρμογές.
Πώς να ρυθμίσετε ένα δίκτυο αισθητήρων LoRa
Οι συσκευές σε ένα δίκτυο LoRa αποτελούνται από κόμβους LoRa (συσκευές αισθητήρων), Πύλες LoRa που αναμεταδίδουν μηνύματα, και έναν κεντρικό διακομιστή δικτύου LoRa. Για να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητήρα LoRa, μια ολοκληρωμένη εγκατάσταση δικτύου LoRa είναι απαραίτητη. Ας εξερευνήσουμε λεπτομερώς τα βασικά στοιχεία:
Κόμβος LoRa: Οι αισθητήρες είναι ενσωματωμένοι με ασύρματη συνδεσιμότητα και πρωτόκολλο LoRa. Συλλέγει δεδομένα αισθητήρων και τα μεταδίδει στην πύλη LoRa.
Πύλη LoRa: Λειτουργεί ως το κεντρικό σημείο για το σχηματισμό του δικτύου LoRa. Λαμβάνει δεδομένα από κόμβους LoRa μέσω ασύρματου LoRa και τα προωθεί στον διακομιστή cloud μέσω συνδεσιμότητας που βασίζεται σε IP, όπως Wi-Fi, Ethernet, ή Κυτταρική. Οι πύλες λαμβάνουν επίσης εντολές από το cloud και τις στέλνουν στους τερματικούς κόμβους LoRa. Συνήθως πολλές πύλες θα λαμβάνουν την ίδια μετάδοση κόμβου – παρέχοντας πλεονασμό.
Cloud Server: Ένας διακομιστής cloud που λαμβάνει και αποθηκεύει δεδομένα από τις πύλες LoRa. Παρέχει πρόσβαση στα δεδομένα από πολλές πλατφόρμες, επιτρέποντας επεκτασιμότητα και έλεγχο της απόδοσης και της εμβέλειας των αισθητήρων LoRa.
Παρέχει πρόσβαση στα δεδομένα σε διάφορες πλατφόρμες, προσφέροντας την ευελιξία για κλιμάκωση και διαχείριση της απόδοσης και της εμβέλειας των αισθητήρων LoRa.
Ο διακομιστής cloud χρησιμεύει επίσης ως αγωγός για την αποστολή εντολών από έναν πίνακα ελέγχου (έξυπνη συσκευή) στους κόμβους LoRa. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να κάνετε προσαρμογές στην απόδοση, εύρος, ή άλλες παραμέτρους των αισθητήρων LoRa στο δίκτυο LoRa.
Έτσι, έτσι ρυθμίζουμε τους αισθητήρες LoRa σε ένα δίκτυο LoRa. Ένα δίκτυο LoRa μπορεί να φιλοξενήσει όσους αισθητήρες LoRa απαιτείται.
Οφέλη από τη χρήση αισθητήρων LoRa
Τεχνολογία LoRa, ξεχωρίζει ανάμεσα στις τεχνολογίες που προκαλούν αναστάτωση, δεν είναι ένα όραμα για το μέλλον αλλά μια σημερινή πραγματικότητα με παγκόσμιο αποτύπωμα. Δισεκατομμύρια αισθητήρες LoRa και LoRaWAN έχουν ήδη αναπτυχθεί παγκοσμίως σε διάφορες εφαρμογές IoT, και ο αριθμός αυτός αυξάνεται σταθερά. Αξιοποιώντας το πρωτόκολλο LoRaWAN, Οι αισθητήρες LoRa συμβάλλουν σημαντικά στην εξέλιξη ενός πιο έξυπνου κόσμου. Ακολουθούν ορισμένα βασικά πλεονεκτήματα των αισθητήρων LoRa:
Συνδεσιμότητα μεγάλης εμβέλειας
Η τεχνολογία LoRa διακρίνεται για τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και τις δυνατότητες επικοινωνίας δεδομένων μεγάλης εμβέλειας. Παρέχει αξιόπιστη ασύρματη συνδεσιμότητα έως και 10 χλμ σε αγροτικές περιοχές και 2 km σε αστικές τοποθεσίες για υπόγειους και εσωτερικούς αισθητήρες. Αυτό είναι κρίσιμο για γεωργικές ή υδρομετρικές χρήσεις.
Λειτουργία χαμηλής ισχύος
Οι κόμβοι αισθητήρα LoRa μπορούν να λειτουργήσουν έως και 10 χρόνια σε μία μπαταρία βελτιστοποιώντας τη συχνότητα μέτρησης του αισθητήρα, κύκλους ύπνου, και ρυθμός δεδομένων σύνδεσης LoRa. Η χαμηλή ισχύς είναι απαραίτητη για την απομακρυσμένη γεωργία, υποδομές κοινής ωφέλειας, ή παρακολούθηση περιπτώσεων χρήσης. Αυτό μειώνει επίσης τα έξοδα συντήρησης.
Ανθεκτικότητα σε παρεμβολές
Το LoRa χρησιμοποιεί διαμόρφωση φάσματος διασποράς chirp που παρέχει ανθεκτικότητα έναντι ραδιοφωνικού θορύβου και παρεμβολών. Τα σχήματα διόρθωσης σφαλμάτων εμπρός παρέχουν στιβαρότητα σήματος.
Παγκόσμιο οικοσύστημα
Η προδιαγραφή LoRaWAN και οι σχετικές συμμαχίες προσφέρουν ένα διαλειτουργικό πλαίσιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από διάφορους δημόσιους και ιδιωτικούς παρόχους δικτύου LoRa. Με το over 500 μέλη, συμπεριλαμβανομένου 100 φορείς εκμετάλλευσης δημόσιων δικτύων σε περισσότερες από 58 χώρες, το οικοσύστημα της Συμμαχίας LoRa εξασφαλίζει παγκόσμια προσβασιμότητα. Με δίκτυα μέσα 100+ χώρες, επιτρέπει την ταχεία ανάπτυξη των λύσεων LoRa παγκοσμίως.
Ευέλικτες εφαρμογές
Το LoRa συμπληρώνει τεχνολογίες όπως η Cellular, WiFi, Sigfox για εφαρμογές ευαίσθητες στο κόστος και την ενέργεια. Αυτό οδηγεί στην υιοθέτηση για έξυπνες πόλεις, κτίρια, γεωργία, logistics και βιομηχανικά σενάρια.
Προοπτικές εφαρμογές αισθητήρων LoRa
Οι αισθητήρες LoRa προσφέρουν ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για εφαρμογές σε πολλούς τομείς. Μερικές από τις πιθανές εφαρμογές των αισθητήρων LoRa είναι:
Έξυπνη γεωργία
LoRa αισθητήρες υγρασίας εδάφους, αισθητήρες φωτός, Οι συσκευές παρακολούθησης υγρασίας συμβάλλουν στη βελτιστοποίηση της χρήσης του νερού και των συνθηκών καλλιέργειας για τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών. Η παρακολούθηση τοποθεσίας της υγείας των ζώων είναι ενεργοποιημένη.
Έξυπνες πόλεις
Οι αισθητήρες LoRa αναμεταδίδουν δεδομένα σχετικά με τη διαθεσιμότητα θέσεων στάθμευσης, παραμέτρους περιβαλλοντικής παρακολούθησης, ακόμη και την κατάσταση του κάδου απορριμμάτων. Υπηρεσίες πόλης γύρω από τον φωτισμό, η παρακολούθηση της κυκλοφορίας αξιοποιεί την τεχνολογία. Το LoRa χρησιμοποιείται επίσης σε εφαρμογές παρακολούθησης διαρροών και δομικής υγείας.
Έξυπνη υγειονομική περίθαλψη
Τα δίκτυα LoRa επιτρέπουν χαμηλό κόστος, αξιόπιστη συνδεσιμότητα για την παρακολούθηση ιατρικών περιουσιακών στοιχείων, παρακολούθηση της θερμοκρασίας των φαρμάκων/δειγμάτων αίματος, παρακολούθηση της υγείας των ηλικιωμένων ασθενών. Οι λύσεις IoT που βασίζονται σε αισθητήρες LoRa και πύλες μπορούν να βοηθήσουν στην παρακολούθηση ασθενών υψηλού κινδύνου όλο το εικοσιτετράωρο.
Έξυπνη Βιομηχανική Παρακολούθηση
Οι δραστηριότητες στη βιομηχανία μπορούν να επωφεληθούν από τους αισθητήρες LoRa, που έχουν συνεχείς λειτουργίες παρακολούθησης. LoRa ασύρματοι αισθητήρες θερμοκρασίας, δόνηση, πίεση, Η κατανάλωση ενέργειας βοηθά στην ανάλυση της υγείας του εργοστασιακού εξοπλισμού χωρίς δαπανηρή καλωδίωση. Οι υπηρεσίες τοποθεσίας χωρίς GPS παρακολουθούν περιουσιακά στοιχεία και κοντέινερ υψηλής αξίας σε βιομηχανικά πάρκα αξιοποιώντας την εκτεταμένη εμβέλεια.
Έξυπνα βοηθητικά προγράμματα
Δεδομένου ότι οι μετρητές βρίσκονται συχνά σε εσωτερικούς χώρους, υπόγειος, ή σε πυκνά αστικά περιβάλλοντα. Αυτό καθιστά δύσκολη την πρόσβαση σε αυτές τις περισσότερες ασύρματες τεχνολογίες. Οι πόλεις ανοίγουν έξυπνους μετρητές για το φυσικό αέριο, ηλεκτρική ενέργεια, και παροχές νερού που βασίζονται στη συνδεσιμότητα ραδιοφώνου LoRa για αναμετάδοση δεδομένων κατανάλωσης εξ αποστάσεως αντί για χειροκίνητη αυτοπροσώπως επιθεώρηση.
Έξυπνη αλυσίδα εφοδιασμού & Επιμελητεία
Οι αισθητήρες LoRa καθιστούν οικονομικά προσιτή και ευκολότερη για την εφοδιαστική και τις αλυσίδες εφοδιασμού την παρακολούθηση περιουσιακών στοιχείων υψηλής αξίας κατά τη μεταφορά. Η μεγάλης εμβέλειας και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας των αισθητήρων LoRa διευκολύνει τον γεωγραφικό εντοπισμό οχημάτων και φορτίου. Οι παλέτες εξοπλισμένες με αισθητήρες κραδασμών ή θερμοκρασίας βοηθούν στον προσδιορισμό του κακού χειρισμού και της εγκυρότητας της αξίωσης ασφάλισης.
Παρακολούθηση ασθενών με Αλτσχάιμερ
Οι φορητές συσκευές παρακολούθησης της τεχνολογίας LoRa μπορούν να ειδοποιούν τους φροντιστές όταν ένας ασθενής με Αλτσχάιμερ φεύγει από μια καθορισμένη ασφαλή ζώνη. Αυτό θα βοηθήσει στη διασφάλιση της ασφάλειας όλο το εικοσιτετράωρο απουσία φυσικής επίβλεψης. Η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας σε σύγκριση με τις ετικέτες BLE διατηρεί την προσπάθεια συντήρησης χαμηλή.
Έξυπνα σπίτια & Κτίρια
Οι αισθητήρες LoRa μεταδίδουν απρόσκοπτα πληροφορίες σχετικά με τη δυναμική του σπιτιού και του κτιρίου. Παρακολουθούν τη χρήση ενέργειας, Λειτουργία HVAC, και μέτρα ασφαλείας, όπως έξυπνοι αισθητήρες πόρτας και παραθύρων. Πέρα από αυτό, Το LoRa επεκτείνεται στη δημιουργία έξυπνων και διασυνδεδεμένων χώρων διαβίωσης και εργασίας.
συμπέρασμα
Εάν εργάζεστε σε μια λύση που βασίζεται στο IoT και θέλετε να χρησιμοποιήσετε την τεχνολογία LoRa, αλλά ανησυχείτε για την πολυπλοκότητα της διαδικασίας, τότε μπορείτε να βασιστείτε MOKOSmart. Προσφέρουμε μια ποικιλία από ισχυρούς αισθητήρες LoRaWAN, που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σύμφωνα με τις ανάγκες σας. Επιπροσθέτως, παρέχουμε σχεδιασμό υλικού, πρωτότυπο, συναρμολόγηση προϊόντων, Αποσφαλμάτωση RF, και υπηρεσίες ενσωμάτωσης LoRaWAN. Έτσι, θα λάβετε μονάδες LoRa επαγγελματικής ποιότητας για τη λύση που βασίζεται στο IoT. Μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας εάν θέλετε να ρωτήσετε για μια προσφορά ή να κάνετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ ΓΙΑ ΤΗ LORA
