네트워크로 연결된 장치로 작업하는 경우, LoRaWAN 사용 사례에 대해 한 번쯤은 들어보셨을 것입니다.. 장거리 네트워크 프로토콜입니다.. 낮은 에너지 소비로 더 긴 범위에서도 인터넷으로 사물을 네트워킹 할 수 있습니다.. 이것은 사물 인터넷 내의 애플리케이션이 지금까지 직면했던 큰 문제 중 하나를 해결합니다.. 최대 5 년의 배터리 수명과 센서 네트워크의 낮은 유지 보수 비용, LoRaWAN은 다양한 새로운 애플리케이션에 사용할 수 있습니다..
이것은 LoRaWAN 솔루션이 무엇을 할 수 있는지에 대한 간략한 개요를 제공합니다.. 이 기사에서, 우리는 건축을 본다, 핵심 기술의 주요 기능, 사용되는 최신 LoRaWAN 사용 사례.
LoRaWAN 기술이란??
이 기술의 장점은 개방형 표준을 기반으로한다는 것입니다.. ISM 주파수 대역의 일부로 비면허 스펙트럼을 사용합니다. (“산업, 과학, 및 의료”, 독일 사람: 산업, 과학과 의학). 유럽에서, LoRaWAN은 868 MHz 주파수 범위, 미국에있는 동안 915 MHz 주파수 대역 출시. 비면허 스펙트럼을 사용하여, 자신의 네트워크를 설정하고 사용하는 것은 매우 쉽습니다. 많은 통신 사업자는 이미 LoRaWAN 사용 사례로부터 혜택을 받고 있거나 전 세계 여러 국가에서 서비스 제공의 일부로 기술을 제공하고 있습니다.. 컴캐스트, KPN, 주황색, SK 텔레콤을 비롯한 많은 업체들이 시장에서 대규모 출시를 적극 추진하고 있습니다.. 이것은 LoRaWAN이 다른 사업자의 네트워크와 호환되기 때문에 기술로서 더욱 흥미롭게 만듭니다. – 크고 작은.
LoRaWAN 표준은 LoRa Alliance에서 모니터링합니다., 차례로 구성되어 500 프로토콜을 지원하고 많은 구성 요소를 정렬하는 구성원, 제품, 및 LoRaWAN 서비스. 여기에는 다음과 같은 회사가 포함됩니다. 모스코 마트, 팔, 시스코, 마이크로 칩, 그리고 ST.
구별되는 것 로라 LoRaWAN에서?
LoRa의 정의부터 시작하겠습니다. – 정확히 무엇이고 LoRaWAN과 다른 점? LoRa는 Wi-Fi 또는 WLAN과 같은보다 일반적인 기술과 유사한 무선 기술입니다., 블루투스, LTE, 그리고 Zigbee. 하나, 기술이 모든 요구 사항을 충족하지 못하는 경우가 많습니다., 이는 사용자가 타협을 받아 들여야 함을 의미합니다.. LoRa는 저비용에 대한 수요를 충족합니다., 장거리 데이터를 전송할 수있는 배터리로 작동하는 장치. 하나, LoRa는 큰 대역폭을 통한 데이터 전송에 적합한 솔루션이 아닙니다.. LoRa는 전송할 데이터를 전자파로 변환하는 기술입니다.. 이 기술은 처프 확산 스펙트럼이라고도합니다.， 수십 년 동안 군사 및 우주 통신에 사용되었습니다.. 이는 통신 범위가 길고 간섭에 대한 민감성이 낮기 때문입니다..
로라 완, 반면에, 사물 인터넷 기반의 고성능 LoRa 노드 네트워크 용 MAC 프로토콜입니다., 장거리를 포괄하고 에너지 요구 사항이 낮은. 위에서 설명한 LoRa의 장점을 활용하고 LoRa 노드의 배터리 수명과 서비스 품질을 최적화합니다.. 프로토콜은 완전히 양방향입니다., 안정적인 메시지 전송을 보장합니다. (확인). 보안 및 데이터 보호 목적으로 종단 간 암호화가 제공됩니다., 미주 및 멀티 캐스트 기능의 무선 등록. 이 표준은 또한 전 세계 LoRaWAN 네트워크와의 호환성을 보장합니다..
LoRaWAN 아키텍처
LoRaWAN 아키텍처는 주로 네 가지 요소로 구성됩니다.:
• 끝 노드
• 게이트웨이 (기지국 / 라우터)
• 네트워크 서버
• 애플리케이션 서버
끝 노드
끝 노드는 센서 기능이 장착 된 물리적 하드웨어 장치입니다., 데이터를 무선 신호로 변환하기위한 일정량의 컴퓨팅 파워와 무선 모듈. 이러한 최종 장치는 데이터를 게이트웨이로 전송하고 수신 할 수도 있습니다.. 작은 배터리로도, 에너지 소비를 최적화하기 위해 딥 슬립 모드로 전환하면 몇 년 동안 지속될 수 있습니다..
장치가 게이트웨이로 메시지를 보낼 때, 이것은 “업 링크”. 단말기가 게이트웨이로부터받는 응답을 호출합니다. “다운 링크”. 이를 바탕으로, 세 가지 유형의 최종 장치를 구분합니다.:
• 클래스 A
• 클래스 B
• 클래스 C
클래스 A 장치는 다른 두 클래스에 비해 에너지 소비가 가장 낮습니다.. 하나, 업 링크를 보낸 경우에만 다운 링크를 수신 할 수 있습니다.. 클래스 A 장치는 시간 기반 간격으로 데이터 전송에 적합합니다. (예 :. ...마다 15 의사록) 또는 이벤트를 기반으로 데이터를 보내는 장치의 경우 (예 :. 온도가 이상 상승하면 21 도 또는 아래로 떨어짐 19 도).
클래스 B 끝 노드는 클래스 A보다 다운 링크에 더 많은 메시지 슬롯을 허용합니다.. 이렇게하면 메시지 대기 시간이 줄어들지 만 에너지 효율성도 떨어집니다..
드디어, 클래스 C에는 장치가 업 링크 메시지를 보낼 때만 닫히는 진행중인 수신 창이 있습니다.. 따라서, 이것은 에너지 효율이 가장 낮은 변형입니다., 작동하는 데 종종 정전류 소스가 필요합니다..
게이트웨이
게이트웨이는 모뎀 또는 액세스 포인트라고도합니다.. 게이트웨이는 또한 최종 장치에서 모든 LoRaWAN 메시지를 수신하는 하드웨어 장치입니다.. 그런 다음 이러한 메시지는 기존 IP 네트워크를 통해 전송 될 수있는 비트 배열로 변환됩니다.. 게이트웨이는 모든 메시지를 전송하는 네트워크 서버에 연결됩니다..
게이트웨이는 투명하고 컴퓨팅 성능이 제한적입니다.. 더 복잡한 작업은 네트워크 서버에서 수행됩니다.. 용도 및 유형에 따라, 게이트웨이는 두 가지 버전으로 제공됩니다.:
실 내용 게이트웨이, 예 :. MKGW2-LW, 모스코 마트.
네트워크 서버
게이트웨이의 모든 메시지는 네트워크 서버로 전달됩니다.. 더 복잡한 데이터 처리 프로세스가 발생하는 곳입니다.. 네트워크 서버는:
1. 올바른 애플리케이션으로 메시지 라우팅 / 전달;
2. 다운 링크 메시지를위한 최상의 게이트웨이 선택. 이 결정은 일반적으로 링크 품질 표시기를 기반으로합니다., 차례로 RSSI를 통해 계산됩니다. (수신 된 신호 강도 표시) 및 SNR (신호 대 잡음비) 이전에 수신 된 패킷 수;
3. 여러 게이트웨이에서 수신 된 중복 메시지 제거;
4. 엔드 노드에서 보낸 메시지 해독 및 노드로 다시 보낸 메시지 암호화;
5. 게이트웨이는 일반적으로 암호화 된 인터넷 프로토콜에서 네트워크 서버에 연결됩니다. (IP) 링크. 네트워크에는 일반적으로 게이트웨이의 시운전과 네트워크 공급자가 게이트웨이를 관리 할 수있는 모니터링 인터페이스가 포함됩니다., 결함을 해결하다, 알람 모니터링, 기타. …
애플리케이션 서버
애플리케이션 서버는 IoT 애플리케이션이있는 곳입니다. – 이는 최종 장치를 사용하여 캡처 한 데이터에 특히 유용합니다.. 대부분의 경우에, 사설 또는 공용 클라우드를 통해 실행되는 애플리케이션 서버, LoRaWAN 네트워크 서버에 연결되어 애플리케이션 별 처리를 처리합니다.. 애플리케이션 서버와의 인터페이스는 네트워크 서버에 의해 제어됩니다..
LoRaWAN 기능
- 양방향 통신
단말기는 게이트웨이로 데이터를 전송하고 설정에 따라 데이터를 수신 할 수도 있습니다.. 이러한 설정은 애플리케이션 내에서도 호출 할 수 있습니다..
- 현지화
LoRaWAN의 흥미로운 기능은 GPS가 필요 없는 현지화입니다.. 이는 배터리 효율적이고 기존 방법보다 더 저렴하게 유지 관리 할 수 있기 때문에 시스템 및 센서 추적에 특히 유용합니다..
- 확장 성
LoRaWAN은 수천 대의 장치가 관리 가능한 수의 게이트웨이와 네트워크로 연결된 대규모 IoT 배포를 위해 설계되었습니다.. 이러한 게이트웨이는 여러 채널을 모니터링하고 동시에 여러 메시지를 처리 할 수 있습니다..
LoRaWAN의 또 다른 중요한 속성은 데이터를 전송할 수있는 속도입니다.. 전송에 사용할 수있는 다양한 데이터 속도가 있습니다.. 확산 인자라고도합니다. (SF). 느린 전송은 더 길고 안정적인 범위를 가능하게합니다..
예를 들어, 당신과 매우 가까운 사람과 이야기하고 있다고 상상해보십시오.. 이 상황에서 당신은 매우 빠르게 말할 수 있고 상대방은 당신이 말하는 모든 것을 이해합니다.. 멀리있는 사람과 이야기 할 때, 이해하려면 훨씬 더 천천히 말해야합니다. 이 원칙은 LoRaWAN 프로토콜에도 적용됩니다..
- 적응 형 데이터 속도
LoRaWAN 사용, 네트워크는 또한 장치가 데이터를 전송하는 속도를 자동으로 최적화 할 수 있습니다.. 이 기능을 적응 형 데이터 속도라고합니다. (또는 ADR) LoRaWAN 네트워크의 용량을 늘리는 데 특히 중요합니다.. ADR을 사용하면 다른 게이트웨이를 추가하여 네트워크를 쉽게 확장 할 수 있습니다.. 이 게이트웨이 때문에, 이제 많은 최종 장치가 분산 계수를 자동으로 조정합니다.. 결과적으로, 개별 장치가 더 짧습니다. “방송중에”, 이는 네트워크에 더 많은 용량을 의미합니다..
적응 형 데이터 속도 (약어: ADR) 다음 규칙에 따라 데이터 속도를 조정하는 간단한 메커니즘입니다.:
무선 신호 강도가 (또한 호출 “링크 예산”) 높다, 데이터 속도를 높일 수 있습니다.;
링크 예산이 낮은 경우, 데이터 속도를 줄일 수 있습니다..
- 안전
모든 LPWAN이 포괄적 인 보안 솔루션을 사용하는 것이 중요합니다.. LoRaWAN은 두 가지 수준의 보안을 사용합니다.: 하나는 네트워크 용이고 다른 하나는 애플리케이션 용입니다.. 네트워크 보안은 네트워크에서 최종 장치의 신뢰성을 보장합니다., 애플리케이션 수준은 네트워크 운영자가 최종 사용자의 애플리케이션 데이터에 액세스 할 수 없도록 보장합니다.. AES 암호화는 키 교환에 사용됩니다..
네트워크 수준은 노드 식별을 담당합니다.. 메시지가 실제로 특정 장치에서 온 것인지 확인하고 무결성 검사로도 간주됩니다.. 또한 MAC 명령을 암호화 할 수 있습니다..
애플리케이션 수준은 페이로드의 암호 해독 및 암호화에 사용됩니다..
두 키 모두 128 ECB 모드의 비트 AES.
LoRaWAN 사용 사례 시나리오
LoRaWAN은 애플리케이션 및 애플리케이션 영역에서 시장에서 그 자리를 찾았습니다.. 독특한 속성 덕분에, LoRaWAN은 다음과 같은 시나리오에 가장 적합합니다.:
1. 전기에 대한 접근 (전기) 제한되거나 제한됨;
2. 위치는 물리적으로 접근하기 어렵거나 매우 멀리 떨어져 있습니다.;
3. 최종 장치의 수가 기존 휴대폰 연결에 비해 훨씬 더 많습니다.;
4. 최종 장치는 지속적으로 메시지를 보낼 필요가 없습니다..
얼마나 많은 LoRaWAN 사용 사례가 있습니까?
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자산 추적
많은 산업에서 계획 및 운영을 개선하기 위해 귀중한 장비의 위치와 상태를 추적해야 합니다.. LoRaWAN 센서는 자산 속도를 측정합니다., 짐, 온도와 습도, 위치, 진동 및 기타 데이터와 실시간 및 과거 데이터를 결합하여 문제가 발생하기 전에 유지 보수를 권장합니다.. 자산 성능 데이터에 액세스, 자산이 도난당하거나 의도한 범위를 초과할 때 알림을 받는 동시에 생산 일정을 최적화할 수 있습니다..
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역류 방지기 모니터링
모든 공업용수 고객은 상수도 입구에 역류 방지 장치가 필요합니다., 물이 다른 방향이 아닌 한 방향으로 흐르도록 하여 오염을 방지합니다.. LoRaWAN 기반 라인 모니터로 역류의 존재를 감지하고 시설 관리자에게 즉시 SMS 또는 이메일 경고를 보낼 수 있는 것은 작업자와 제조 시스템의 건강과 안전에 중요합니다..
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콜드체인 모니터링
LoRaWAN은 신선 식품 부문 및 의료 분야의 콜드 체인 애플리케이션에 이상적입니다.. LoRaWAN 콜드체인 솔루션 사용, 제품의 온습도 상태를 추적하여 제품 상태가 비정상인 경우 시스템에 온습도 상태를 보고할 수 있습니다., 제품이 기능을 잃거나 고장나는 것을 방지.
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토양 온도 및 습도 모니터링
농업 및 조경용, 적절한 관개는 작물을 개선하는 열쇠입니다. 다른 지역의 토양에는 다른 양의 물이 필요합니다., LoRaWAN 온도 및 습도 감지기는 측정된 토양 온도 및 습도를 기반으로 정보에 입각한 결정을 내리는 데 사용할 수 있습니다., 생산량 증가 및 물 낭비 감소.
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누수 탐지
지구의 자원이, 물과 같은, 가스 또는 화학 물질, 공급이 부족하다, 이 딜레마를 해결하는 열쇠는 가능한 한 리소스 누출을 피하는 것입니다. LoRaWAN 누수 감지 및 침수 센서로 산업 시설 내부 및 외부의 물을 모니터링합니다.. 시스템은 오류가 발생하거나 이상 징후가 감지되면 시설 관리자에게 경고를 보내 신속하게 대응하고 해결하도록 합니다..
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물류 및 운송
LoRaWAN 기술을 통해 공급망 및 물류 조직은 장거리 운송이 필요한 자산을 실시간으로 추적할 수 있습니다.. 장거리 및 저전력 소비 특성으로 인해 넓은 지역과 열악한 환경에서도 차량 및 화물을 실시간으로 쉽게 모니터링할 수 있습니다., GPS가 없는 위치 정보뿐만 아니라. LoRaWAN 네트워크와 연결된 차량 추적 시스템은 현장에서 차량을 더 오래 유지할 수 있습니다., 따라서 비용 절감, 안전성 향상, 유지 관리 문제에 대한 가시성 제공, 전반적인 운영 효율성 향상.
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주차장 모니터링
사용 가능한 주차 공간을 찾는 것이 탄소 배출량과 교통 혼잡을 증가시키는 것으로 입증되었습니다.. 주차 공간에 LoRaWAN 센서를 배치하여, 정확한 차량 대수 및 주차장 입구 및 출구 감지 제공 가능. 실시간 주차 데이터를 캡처하여 시 및 상업 수익원이 증가하여 전반적인 주차 공간 활용도가 향상됩니다..
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해충 관리
시설과 사람을 오염으로부터 보호해야 합니다., 손상, 설치류. 하나, 수동 검사는 시간이 많이 걸리고 많은 물적 자원과 인력을 소모합니다.. LoRaWAN의 연결된 해충 관리 솔루션은 가시성을 개선하고 어디서나 실시간 모니터링을 허용합니다.. 방수, 견고한 트랩은 살충제에 대한 안전한 옵션을 제공합니다.. 간단한 모바일 앱과 웹 페어링, 서비스가 필요할 때 실시간 알림, 실외 및 실내 설치류 제어 프로그램의 효율성을 개선하고 비용을 절감합니다..
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환경 모니터링
많은 해안 도시는 중간에서 만조 사이에 장기간 홍수를 경험합니다.. 이러한 문제는 공기질을 모니터링하여 해결할 수 있습니다., 강수량 및 기타 환경 요인. 교량 및 가로등 위에 장착된 비바람에 견디는 태양광 발전 장치는 LoRaWAN 기술과 초음파 센서를 사용하여 육지 또는 수역 위의 수위를 원격으로 측정합니다.. 이러한 실시간 환경 모니터링 시스템은 지역 외 기상 수준과 대기 질을 측정하여 홍수를 예측하고 시민들에게 위험한 상황을 알립니다..
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공공 안전
거의 모든 산업에서 통합 보안 및 안전 솔루션이 필요합니다.. IoT 공공 안전 솔루션은 비상 대응자에게 위험을 줄이고 개인 안전을 개선하는 데 도움이 되는 혁신적인 기술을 제공합니다.. LoRaWAN 기술은 ID 태그와 같은 개인 웨어러블에 통합되고 비상 버튼이 장착되어 즉각적인 SOS 및 사용자 위치 정보 전송. 이러한 솔루션, 기업 및 대학 캠퍼스에 배포, 1초의 공격 간격과 7초의 공격 간격을 처리하도록 설계되었습니다. 911 휴대폰 기반 솔루션의 통화 간격.
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공간 활용
직원들은 점점 더 모바일화되고 빠르게 “언제든지, 어딘가에” 작업 철학. 결과적으로, 사무실 공간이 유휴 상태이거나 초과 예약될 수 있습니다., 예측할 수 없는 직원 및 방문자 흐름에 따라. 공간을 최대한 활용하는 것이 기업의 물류 문제가 되었습니다.. LoRaWAN 센서에서 얻은 점유 데이터는 추측을 없애고 작업장 관행을 개선하기 위해 실행 가능한 인텔리전스를 팀에 제공합니다., 직원 생산성 향상.
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스팀 트랩 모니터링
증기는 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.. 공장의 증기 가열 프로세스는 발전소의 터빈을 구동합니다.. 스팀 트랩은 증기가 빠져나가지 않고 비응축 가스와 응축 증기를 걸러냅니다.. 스팀 트랩은 평균적으로 실패합니다. 10 에 30 연간 백분율, 결과적으로 낭비적이고 비용이 많이 드는 비효율성. 스팀 트랩 테스트는 일반적으로 1년에 한 번 수동으로 수행되는 노동 집약적인 프로세스입니다.. LoRaWAN 트랩 모니터링 시스템을 통해 기업은 트랩 수를 자주 쿼리하여 결함을 감지할 수 있습니다.. 데이터는 온라인 건물 관리 시스템으로 안전하게 전송됩니다., 수리해야 하는 트랩이 있는지 여부를 보여주는 대시보드 보고서 제공.
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탱크 모니터링
연료 수준을 모니터링하는 신뢰할 수 있는 시스템이 필수적입니다.. 연료 공급 회사는 연료 고갈이 해로울 수 있는 스마트 산업 공급망 운영의 핵심 파트너입니다.. 연료 레벨을 원격으로 측정할 수 있는 수단 없이, 트럭 배송은 종종 비효율적입니다., 운영 비용을 높이고 고객 서비스 제공을 복잡하게 만듭니다.. 탱크 레벨 및 기타 중요한 데이터는 네트워크를 통해 공급 회사에서 사용하는 탱크 모니터링 솔루션으로 전송할 수 있습니다.. 게다가, 산업 운영은 연료 사용량을 정확하게 예측할 수 있습니다.. 이런 식으로, 트럭 롤과 탄소 발자국을 줄일 수 있습니다..
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온도 모니터링
소중한 자산의 적정 온도를 유지하는 것은 건강 관리에 중요합니다., 음식 서비스, 및 기타 산업. 온도 변화는 치명적인 제품 손실로 이어질 수 있습니다.. 자원에 대한 피해 외에, 이러한 사건은 또한 브랜드, 평판, 기업에 대한 공공 이미지 및 기타 손실. 저전력 센서로, 원격 LoRaWAN 온도 및 습도 모니터링을 통해 기업은 규정 준수 감사를 위해 판독 및 기록 로그를 수집할 수 있습니다.. 다중 임계값 설정으로 보안 조치 및 비용 효율적인 보호 제공.
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수자원 관리
상업용 건물, 식품 및 음료 가공 공장, 호텔, 슈퍼마켓, 모든 세차장에서는 유출로 인해 물 낭비가 발생합니다., 누출, 및 장비 손상. 즉각적인 알림 및 대응은 규정 준수 위험을 줄이는 동시에 비용을 줄이는 데 중요합니다.. 구식 노동 집약적 프로세스를 대체하기 위해 LoRaWAN 측정 시스템을 배포함으로써, 물 관리 솔루션, LoRaWAN 센서로 구성, 자세한 총 물 발자국을 지방 자치 단체에 제공합니다.. 스마트 수량계 솔루션은 사용 데이터 및 청구 계정에 대한 원격 액세스를 가능하게 합니다., 운영 효율성 향상 및 추가 서비스 수익 창출.
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쓰레기통 모니터링
시스템이 자동으로 위치를 감지하고 모니터링합니다., 빈 채우기 수준, 및 추출 주파수, 차량 운영자가 작업 주문 상태를 실시간으로 관리할 수 있습니다., 인건비 절감. LoRaWAN 기반 폐기물 모니터링 솔루션은 수거 비용과 시간을 줄입니다.. 자동 알림 경고는 쓰레기통이 사전 정의된 임계값에 도달할 때 수집 서비스 제공자를 위한 스마트한 경로 계획을 제공하고 최종 사용자를 위한 불필요한 액세스 및 오버플로 쓰레기통을 제거합니다..
LoRaWAN 사용 사례 적용의 이점
- 초 저전력 소비, 배터리 수명은 10년 이상까지 도달할 수 있습니다.
- 많은 LoRaWAN 사용 사례에서, 데이터 및/또는 데이터 전송이 일정하지 않음, 따라서 낮은 대역폭은 실용적인 IoT 배포에 이상적입니다.
- 연결 비용이 저렴합니다., 간단한 구조로 인해 설정이 쉽고 배포가 빠름
- AES 암호화 계층을 통해 네트워크 보안 위험에 대한 걱정 없이 LoRaWAN을 안전하게 사용할 수 있습니다.
- 개방형 기술 제휴, 개방적이고 자유로운 표준
- LoRaWAN의 원격 통신 및 적용 범위는 다른 기술과의 큰 차이점 중 하나입니다..
- 수천 개의 엔드포인트를 LoRa 게이트웨이로 연결할 수 있습니다., 대용량 특성 때문에
LoRaWAN 사용 사례 MOKOSmart가 제공하는 것
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