LoRaWAN을 IoT 솔루션에 통합하는 것을 고려하고 계십니까?? 빠르게 발전하는 IoT 기술의 영역에서, LoRaWAN은 LPWAN 부문에서 강력한 플레이어로 돋보입니다.. 산업 또는 기업 애플리케이션을 위한 LoRaWAN 네트워크 솔루션을 고려하는 경우, 이 프로토콜의 복잡성을 탐구하는 것은 중요한 첫 번째 단계입니다.. 이 기사에서, 우리는 LoRaWAN 기술의 모든 주요 측면에 대해 심층적으로 설명합니다.. 필수 사항을 탐색하는 데 참여하세요., IoT 벤처에 대해 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있는 통찰력을 제공합니다..
LoRaWAN 기술이란 무엇입니까?
LoRaWAN은 장거리 광역 네트워크를 나타냅니다.. 무선 배터리로 작동되는 사물과 자산을 위해 설계된 저전력 WAN 프로토콜입니다.. LoRaWAN 네트워크는 일반적으로 433MHz 또는 900MHz 대역과 같은 비면허 스펙트럼을 사용하여 장치를 장거리 인터넷에 무선으로 연결합니다..
이 기술은 물리 계층(Physical Layer)을 기반으로 합니다. 로라, 처프 확산 스펙트럼 변조를 사용하는 것. 이 방법은 신호를 더 넓은 대역폭으로 확산시킵니다., 간섭에 강하고 장거리 특성을 부여합니다.. Semtech는 원래 LoRa 변조 기술을 개발하여 유지 관리하고 있습니다..
LoRaWAN은 최종 장치와 게이트웨이 간의 양방향 통신을 가능하게 하는 네트워크 계층 프로토콜을 추가합니다.. 그런 다음 게이트웨이는 IP를 통해 중앙 네트워크 서버에 연결됩니다.. 이 아키텍처는 적응형 데이터 속도와 같은 기능을 지원합니다., 장치 주소 지정, 보안, 로밍 등. 대규모 배포가 가능하도록.
LoRa 얼라이언스, 감독하는 개방형 비영리 협회입니다. LoRaWAN 표준 글로벌 채택을 촉진합니다.. 끝났어 500 전 세계 기기 제조업체의 회원, 운영자, 배포를 진행하는 솔루션 제공업체.
차이점은 다음과 같습니다. 로라와 로라 완
간단히 말해서, LoRa는 장거리 통신을 가능하게 하는 물리적 변조 기술이나 신호 인코딩 방식만을 의미합니다.. 이는 처프 확산 스펙트럼 변조 및 순방향 오류 수정 개념을 사용하여 10 시골 환경에서는 마일, 그리고 3 도시의 마일.
LoRaWAN 프로토콜은 LoRa 변조 위에서 실행되어 데이터 통신을 관리합니다., 양방향 교환이 가능하고 네트워크 보안 기능을 구현합니다.. 여기에는 데이터 속도 최적화와 같은 기능이 포함됩니다., 주소 지정 방식, AES-128 암호화 구현 및 장치와 게이트웨이 간의 데이터 교환 관리.
따라서 LoRa는 장거리 신호 전달을 허용하는 물리 계층 변조 방식입니다., LoRaWAN은 통신 프로토콜과 표준을 정의합니다.. LoRa는 차량이 장거리를 빠르게 이동할 수 있는 고속도로라고 생각하세요., LoRaWAN은 해당 고속도로의 질서 있고 안전한 교통을 관리하는 교통 표지판 및 제어 장치입니다..
LoRaWAN 기술의 작동 방식
LoRaWAN 아키텍처에는 센서가 있는 최종 장치/노드가 포함됩니다., 게이트웨이, 네트워크 서버, 및 애플리케이션 서버.
엔드포인트는 건물과 같은 야외에 배포된 게이트웨이와 LoRa 링크를 통해 연결됩니다., 타워, 기타. WiFi와 같은 게이트웨이 인터페이스 백홀 연결, 이더넷 또는 셀룰러. 0.3kbps에서 50kbps 사이의 데이터 속도로 수 마일의 장거리를 커버할 수 있습니다..
게이트웨이는 잠재적으로 수백만 대의 장치에서 중앙 네트워크 서버로 메시지를 전달합니다.. 보안 등 필수 기능을 관리합니다., 주소 지정, 장치 프로필, 규칙, 데이터 속도 적응 등. 또한 메시지 중복을 제거하고 애플리케이션과 장치 간의 확인된 전달을 제어합니다..
네트워크 서버는 IP 연결을 통해 애플리케이션 서버에 데이터를 전달합니다.. IoT 애플리케이션과 비즈니스 로직이 있는 곳입니다., 센서 데이터를 디코딩하고 대시보드와 연결, 해석학, 클라우드 서비스 등.
LoRaWAN 장치 클래스 A, 비, & 씨
LoRaWAN에는 광범위한 애플리케이션에서 발생하는 다양한 요구 사항을 충족하기 위해 세 가지 유형의 최종 장치가 포함되어 있습니다.:
클래스 A: 최저 전력, 및 양방향 최종 장치
엔드포인트가 언제든지 업링크를 전송할 수 있게 해주는 기본 클래스입니다., 그 다음에는 두 개의 짧은 다운링크 수신 창이 옵니다.. 업링크 통신은 비동기식이고 다운링크는 업링크 타이밍을 따르기 때문에, 장치는 절전 모드로 전환하여 배터리 수명을 최대화할 수 있습니다.. 다운링크 메시지가 서버에 버퍼링됨.
B 종: 결정론적 다운링크 지연을 갖춘 양방향 단말 장치
클래스 B 장치는 네트워크와 동기화된 예약된 간격으로 추가 수신 창을 엽니다.. 이를 통해 더 높은 전력 소비로 인해 다운링크 지연 시간이 단축됩니다.. 결정론적 지연은 프로그래밍 가능합니다. 128 초 배터리 작동에 적합.
클래스 C: 최소 지연, 양방향 터미널 장비
클래스 A를 기반으로 구축, 클래스 C는 전송하지 않는 한 수신기를 계속 열어 둡니다.. 이를 통해 서버는 거의 지연 없이 언제든지 다운링크할 수 있습니다.. 하나, 지속적인 청취는 50mW 이상을 소비할 수 있습니다., 따라서 클래스 C는 주전원 애플리케이션에 적합합니다.. 임시전환 가능.
LoRaWAN과 비교. 기타 LPWAN 기술
LPWAN 공간, IoT 연결 시장에서 빠르게 성장하는 부분, SigFox 포함, 로라 완, NB-IoT, LTE-M, 링크랩스, 그리고 무중력. LTE-CAT M과 같은 다른 프로토콜, IEEE P802.11AH, Dash7도 LPWAN 생태계에서 중요한 역할을 합니다.. 이 섹션의, 우리는 주로 언급된 이전 기술에 대해 알아볼 것입니다.
- 로라 완
로라 완, LoRa 연합이 통치하는, 다양한 산업 연합의 지원을 받는 개방형 표준 네트워크 계층이 특징입니다.. LoRa 칩에서 작동, 코딩된 패킷의 효율적인 배포를 통해 업링크 전용 애플리케이션에 탁월합니다., 충돌 및 간섭 감소. 개방형 표준임에도 불구하고, 전체 스택 구현을 위해 Semtech의 칩에 의존하는 LoRaWAN의 독점성 계층 추가.
- 시그폭스
시그 폭스, 에 설립된 프랑스 회사 2009, 느린 변조 속도를 통해 달성된 확장된 범위로 차별화됩니다.. 독자적인 기술로서, SigFox는 드물고 작은 데이터 버스트가 필요한 애플리케이션에 적합한 선택입니다., 스마트 쓰레기통, 주차 센서 등. 하나, 다운링크 기능의 제한과 신호 간섭에 대한 민감성으로 인해 특정 사용 사례에 문제가 발생함.
- NB-IoT 및 LTE-M
LPWAN 분야에서 NB-IoT와 LTE-M이 등장하고 있습니다., 표준 LTE 연결 활용. NB-IoT는 에너지 효율성과 비용 효율성이 뛰어납니다., 스마트 시티 애플리케이션에 이상적, LTE-M은 더 높은 데이터 속도를 제공합니다.. 둘 중 하나를 선택하는 것은 특정 응용 프로그램에 따라 다릅니다.; NB-IoT는 스마트 미터에 매우 적합합니다., LTE-M은 드론이나 차량에 더 유리할 수 있습니다..
- 링크랩스
Link Labs는 LoRa 칩을 활용하지만 Symphony Link라는 개인 MAC 계층을 도입합니다.. Symphony Link는 LoRaWAN을 통해 몇 가지 중요한 연결 기능을 추가합니다., 보장된 무선 펌웨어 업그레이드 포함, 메시지 수신, 리피터 기능, 동적 범위 및 듀티 사이클 제한 제거.
- 무중력
Weightless SIG의 사명은 LPWAN 기술을 표준화하는 것입니다.. 유일한 진정한 개방형 표준으로서, Weightless는 1GHz 미만의 비면허 스펙트럼에서 작동합니다.. 3 Weightless 버전은 다양한 목적으로 사용될 수 있습니다.:
무중력-w: 공백 활용 (허가된 텔레비전 대역에서 사용되지 않는 로컬 스펙트럼)
무중력-n: NWave 기술에서 파생된 비면허 스펙트럼 협대역 프로토콜
무중력-p: M2COMM의 Platanus 기술에서 파생된 양방향 프로토콜
Weightless W의 배터리 수명이 더 짧기 때문에 Weightless N과 P가 더 인기 있는 선택입니다..
LoRaWAN 기술의 장점
LoRaWAN 기술이 제공하는 뛰어난 이점은 다음과 같습니다.:
- 초저전력: LoRaWAN 장치는 저전력 모드에서 작동할 수 있으며 배터리는 몇 년 동안 지속될 수 있습니다..
- 탁월한 범위: 최대 장거리 범위 10 시골 지역의 마일 및 1-3 도시 환경에서의 마일
- 실내 깊은 침투: LoRaWAN 네트워크는 실내 깊은 범위를 제공할 수 있습니다., 다층 건물을 쉽게 덮을 수 있습니다..
- 무료 스펙트럼 라이선스: LoRaWAN 기술은 무료로 작동합니다. (무면허) 주파수, 추가 스펙트럼 라이센스 비용 없이.
- 높은 수용력: 게이트웨이 범위당 백만 개가 넘는 장치를 지원하는 네트워크 용량.
- 공개 및 비공개 배포: 동일한 소프트웨어와 하드웨어로 사설 및 공용 LoRaWAN 네트워크를 쉽게 배포할 수 있습니다. (최종 장치, 게이트웨이, 안테나).
- 엔드투엔드 보안: 강한 128 강력한 보안을 위한 비트 AES 암호화 엔드투엔드.
- 저렴한 비용: 장치 및 운영 비용이 매우 저렴하므로 대규모 장치 배포에 이상적입니다.
- 생태계: LoRaWAN은 매우 큰 장치 제조업체 생태계를 보유하고 있습니다., 애플리케이션 개발자, 네트워크 서비스 제공자, 및 솔루션 공급업체.
LoRaWAN 기술 사용 사례
LoRaWAN에 딱 맞는 유망한 사용 사례 카테고리는 다음과 같습니다.:
스마트 시티 & 유용
도시는 계량기와 같은 시민 인프라를 효율적으로 연결할 수 있습니다., 쓰레기통, 가로등, 오염 모니터. 차량 및 버스 추적도 가능하여 스마트 교통이 가능합니다.. 유틸리티 회사의 경우, 대규모 스마트 미터링은 스패닝 가스의 실행 가능성이 매우 높습니다., 전기 및 수도 미터.
공급망 & 물류 센터
물류회사는 위치를 추적할 수 있다, 컨테이너의 상태 및 이동, 여러 창고에 걸쳐 운송 중인 팔레트. 콜드체인은 부패하기 쉬운 상품의 무결성을 보장할 수 있습니다.. 항만 운영으로 크레인 추적 가능, 차량, 화물 등.
스마트 농업 & 농업
LoRaWAN 센서는 농장 전반에 걸쳐 확산될 수 있습니다., 과수원과 포도원에서 토양 수분을 모니터링함, 작물 환경, 배터리 센서를 통해 일년 내내 보관 조건 유지. 동물 건강 및 위치 웨어러블도 등장.
자산 관리 & 추적
장비 등 귀중한 자산, 온도와 같은 매개변수에 대해 여러 위치에서 장치를 모니터링할 수 있습니다., 충격, 모션 등. 안전성 향상, 활용도와 수명. LoRaWAN 태그가 붙은 팔레트, 상자 합리화 창고.
산업용 사물인터넷 & 센서 모니터링
공장에서는 안정적으로 배포할 수 있습니다., 자산을 추적하는 장거리 센서, 전선이나 배터리 교체 없이 층 전체의 안전 지표 및 제품 품질 표시기. 파이프라인과 같은 원격 사이트도, 장비 등. 측정할 수 있다.
스마트 헬스 케어 & 의료
병원은 더 나은 추적 및 활용을 위해 LoRaWAN을 사용하여 휠체어와 같은 의료 장치 및 자산을 효율적으로 연결할 수 있습니다.. 입원 중 환자 손목 밴드는 움직임을 모니터링하여 워크플로우에 도움이 됩니다.. 생활 보조 시설은 위치 및 추락 감지 기능을 통해 안전성도 향상됩니다..
귀하의 애플리케이션을 위한 MOKOSmart LoRaWAN 센서
MOKOSmart는 많은 장거리 저전력 IoT 애플리케이션에 적합한 다양한 LoRaWAN 지원 센서를 제공합니다.. 유용할 수 있는 MOKOSmart LoRaWAN 센서 중 일부는 다음과 같습니다.:
LoRaWAN PIR 모션 센서: 움직임을 감지하여 점유 모니터링에 사용할 수 있습니다., 침입자 경고, 자동화 트리거, 그리고 더.
LoRaWAN GPS 추적기: 자산의 실시간 위치를 추적하고 온도와 움직임도 모니터링할 수 있습니다.. 차량 관리에 유용, 자산 추적, 및 도난방지.
LoRaWAN 온도 습도 센서: 주변 온도 및 습도 수준을 모니터링합니다.. 콜드체인 물류에 적합, HVAC 모니터링, 저장 장치 추적, 및 환경 분석.
LoRaWAN 패닉 버튼: 누르면 문제를 직원에게 알리거나 비상 대응 시스템을 활성화할 수 있는 비상 경보 버튼.
LoRaWAN 주차 센서: 주차 공간에서 차량 존재를 감지합니다.. 스마트 주차 애플리케이션 및 분석 지원.
LoRaWAN 스마트 배지: 직원의 실시간 위치를 추적하고 경보를 보내기 위한 패닉 버튼 역할도 할 수 있습니다.. 인력 관리에 적합, 액세스 제어, 및 안전 애플리케이션.
LoRaWAN 기술을 시작하는 방법
배치하다, 파견하다 LoRaWAN 솔루션 개념 증명부터 대규모 출시까지, 일반적으로 주요 단계에는:
- LoRaWAN이 신뢰성을 충족하는지 연구, 범위 및 배터리 수명
- 공용 네트워크를 통한 적용 범위 옵션 이해, 커뮤니티 네트워크 또는 개인 배포
- LoRa 모듈 및 LoRaWAN 센서와 같은 하드웨어 선택
- 로컬 네트워크 서비스 제공업체의 가용성을 확인하거나 자체 게이트웨이를 배포하세요.
- 게이트웨이를 통해 최종 장치 하드웨어를 LoRaWAN 네트워크 서버에 연결
- 클라우드 서비스와 장치 애플리케이션 및 IoT 앱 통합 개발
- 예상 배포 조건 전반에 걸쳐 테스트 범위 및 센서 성능
LoRaWAN 적용 범위 및 장치 옵션이 빠르게 확장됨, 지금은 자신만의 혁신적인 LoRaWAN 사용 사례를 탐색할 수 있는 좋은 시간입니다..
