Jak LoRa Sensor wysyła i odbiera dane?

Spis treści
W jaki sposób czujnik LoRa wysyła i odbiera dane

LoRa (Daleki zasięg) Bezprzewodowa technologia czujników wywołuje falę w Internecie rzeczy (IoT) przemysł. Ta technologia bezprzewodowa może zapewnić niezawodną łączność na duże odległości – rozciągając się aż 10 km na obszarach wiejskich i 2 km na obszarach miejskich. Z niezawodną transmisją danych przenikającą do pomieszczeń wewnętrznych i konstrukcji podziemnych, a żywotność baterii przekracza kilka lat – wszystko przy niskich kosztach operacyjnych – LoRa obiecuje wyeliminować wiele problemów związanych z łącznością i zasilaniem, które powstrzymują innowacyjne zastosowania IoT.

Biorąc pod uwagę jego mocne strony, Nic dziwnego, że prognozy branżowe przewidują, że LoRa połączy kolejny miliard urządzeń IoT. Firma analityczna ABI Research przewiduje, że LoRa będzie stanowić ponad połowę wszystkich niekomórkowych połączeń LPWA, co może w sumie prawie 1.3 miliard przez 2026.

Czym są czujniki LoRa

Czujniki LoRa to czujniki bezprzewodowe, które wykorzystują Technologia komunikacji LoRa do przesyłania danych z czujników do bramek i aplikacji. Czujniki te zużywają bardzo mało energii i mogą działać przez wiele lat, zanim będą wymagały wymiany. Typowe pomiary obejmują temperaturę, wilgotność, jakość powietrza, przepływ wody, wilgotność gleby, wibracja, i więcej.

Czujniki zawierają mikrokontroler umożliwiający dokonywanie odczytów z czujnika, Radio LoRa do komunikacji bezprzewodowej, oraz źródło zasilania akumulatorowego. Dane z czujników przesyłane są cyklicznie siecią LoRa do aplikacji centralnych i platform analitycznych. Niektóre typowe czujniki zintegrowane z czujnikami LoRa obejmują:

  • DHT11 – Czujnik temperatury i wilgotności
  • Ultradźwiękowy – Czujnik wykrywania obiektów
  • Światłoczuły – Czujnik światła otoczenia
  • Czujnik płomienia – Do wykrywania obecności ognia
  • Przekaźniki – Do kontrolowania mocy urządzenia
  • Brzęczyki – Alarmy dźwiękowe lub ostrzeżenia
  • Diody LED – Wskaźniki wizualne
  • Moduły GPS – Pozycjonowanie lokalizacji

Czujniki te można podłączyć do płytki mikrokontrolera obsługującej LoRa, takiej jak Arduino lub Raspberry Pi, w celu gromadzenia i przesyłania danych z czujników.

Jak czujniki LoRa przesyłają i odbierają dane za pośrednictwem LoRaWAN

Czujniki LoRa działają w sieci LoRa, wykorzystujący protokół LoRaWAN do wydajnej transmisji i odbioru danych. LoRaWAN to oparta na chmurze kontrola dostępu do multimediów (PROCHOWIEC) protokół warstwy, który działa przede wszystkim jako protokół warstwy sieciowej. Do zarządzania komunikacją pomiędzy bramkami LoRa a czujnikami LoRa wykorzystujemy LoRaWAN (węzły). Działa jako protokół routingu i utrzymuje go LoRa Alliance. Pierwsza wersja LoRaWAN została wydana w tym roku 2015.

W architekturze LoRaWAN, Węzły LoRa, czyli czujniki wyposażone w protokół LoRa, inicjują komunikację asynchroniczną, gdy mają dane do przesłania. Umożliwia to sieci LoRa kompromis między czułością a szybkością transmisji danych przy stałej przepustowości kanału. Polega głównie na doborze ilości używanego spreadu, parametr do wyboru pomiędzy 7 i 12. Ten współczynnik rozpraszania określa czułość i szybkość transmisji danych węzła LoRa.

Dane przesyłane przez węzeł LoRa są odbierane przez wiele bram LoRa, które przekazują odebrane pakiety danych do scentralizowanego serwera sieciowego (Serwer IoT). Filtruje zduplikowane pakiety, zarządza siecią, i przeprowadza kontrole bezpieczeństwa. Następnie, serwer przesyła przetworzone dane do modułów aplikacji, panel kontrolny, lub podłączonych urządzeń inteligentnych. W ten sposób protokół LoRaWAN wykazuje wysoką niezawodność i dokładność przy umiarkowanym obciążeniu.

dodatkowo, protokół LoRaWAN zawiera kodowanie z korekcją błędów w celu zwiększenia odporności sieci na zakłócenia. Przy dużym budżecie na łącze bezprzewodowe 155 dB do 170 dB, Sieci LoRa charakteryzują się rozszerzonym zasięgiem, dzięki czemu nadają się do różnorodnych zastosowań.

Jak skonfigurować sieć czujników LoRa

Urządzenia w sieci LoRa składają się z węzłów LoRa (urządzenia sensoryczne), Bramy LoRa przekazujące wiadomości, oraz scentralizowany serwer sieciowy LoRa. Aby użyć czujnika LoRa, niezbędna jest kompleksowa konfiguracja sieci LoRa. Przyjrzyjmy się szczegółowo kluczowym komponentom:

Jak działa czujnik LoRa

Węzeł LoRa: Czujniki posiadają łączność bezprzewodową i protokół LoRa. Zbiera dane z czujników i przesyła je do bramki LoRa.

Bramka LoRa: Pełni funkcję centralnego punktu tworzenia sieci LoRa. Odbiera dane z węzłów LoRa za pośrednictwem sieci bezprzewodowej LoRa i przesyła je do serwera w chmurze za pośrednictwem łączności opartej na protokole IP, takiej jak Wi-Fi, Ethernet, lub komórkowy. Bramy odbierają również polecenia z chmury i wysyłają je do węzłów końcowych LoRa. Zazwyczaj wiele bram będzie odbierać tę samą transmisję węzła – zapewnienie redundancji.

Serwer w chmurze: Serwer w chmurze odbierający i przechowujący dane z bramek LoRa. Zapewnia dostęp do danych z wielu platform, umożliwiając skalowalność i kontrolę nad wydajnością i zasięgiem czujników LoRa.

Zapewnia dostęp do danych na różnych platformach, oferując elastyczność skalowania i zarządzania wydajnością i zasięgiem czujników LoRa.

Serwer w chmurze służy również jako kanał do wysyłania poleceń z panelu sterowania (inteligentne urządzenie) do węzłów LoRa. W tym przypadku, możesz dokonać regulacji wydajności, zasięg, lub inne parametry czujników LoRa w sieci LoRa.

Więc, tak konfigurujemy czujniki LoRa w sieci LoRa. Sieć LoRa może pomieścić dowolną liczbę czujników LoRa.

Korzyści ze stosowania czujników LoRa

Technologia LoRa, wyróżnia się wśród przełomowych technologii, nie jest wizją przyszłości, ale obecną rzeczywistością o zasięgu globalnym. Miliardy czujników LoRa i LoRaWAN są już wdrożone na całym świecie w różnych wdrożeniach IoT, i liczba ta stale rośnie. Wykorzystanie protokołu LoRaWAN, Czujniki LoRa znacząco przyczyniają się do ewolucji inteligentniejszego świata. Oto kilka kluczowych zalet czujników LoRa:

Łączność dalekiego zasięgu

Technologia LoRa wyróżnia się niskim zużyciem energii i możliwością transmisji danych na duże odległości. Zapewnia niezawodną łączność bezprzewodową do 10 km na obszarach wiejskich i 2 km w lokalizacjach miejskich dla czujników podziemnych i wewnętrznych. Ma to kluczowe znaczenie w zastosowaniach rolniczych lub do pomiaru wody.

Praca z małą mocą

Węzły czujnikowe LoRa mogą działać do 10 lat na jednej baterii poprzez optymalizację częstotliwości pomiarów czujnika, cykle snu, i szybkość transmisji danych łącza LoRa. Niska moc jest niezbędna w odległych rolnictwie, infrastrukturę użyteczności publicznej, lub śledzenie przypadków użycia. Zmniejsza to również koszty konserwacji.

Odporność na zakłócenia

LoRa wykorzystuje modulację widma rozproszonego chirp, która zapewnia odporność na szumy i zakłócenia radiowe. Schematy korekcji błędów w przód zapewniają niezawodność sygnału.

Globalny ekosystem

Specyfikacja LoRaWAN i powiązane sojusze oferują interoperacyjną strukturę, z której mogą korzystać różni publiczni i prywatni dostawcy sieci LoRa. Z ponad 500 członkowie, włącznie z 100 operatorzy sieci publicznych w ponad 58 Państwa, Ekosystem LoRa Alliance zapewnia globalną dostępność. Z włączonymi sieciami 100+ Państwa, umożliwia szybkie wdrożenie rozwiązań LoRa na całym świecie.

Wszechstronne zastosowania

LoRa uzupełnia technologie takie jak Cellular, Wi-Fi, Sigfox do zastosowań wrażliwych na koszty i energię. To napędza przyjęcie inteligentnych miast, Budynki, rolnictwo, scenariusze logistyczne i przemysłowe.

Perspektywy zastosowań czujników LoRa

Czujniki LoRa oferują szeroki wachlarz możliwości, które możemy wykorzystać do zastosowań w wielu sektorach. Niektóre z przyszłych zastosowań czujników LoRa to::

Zastosowania czujników LoRa

Inteligentne rolnictwo

Czujniki wilgotności gleby LoRa, czujniki światła, Monitory wilgotności pomagają zoptymalizować zużycie wody i warunki uprawy, aby poprawić plony. Włączone jest śledzenie lokalizacji i stanu zdrowia zwierząt gospodarskich.

Inteligentne miasta

Czujniki LoRa przekazują dane o dostępności miejsc parkingowych, parametry monitorowania środowiska, a nawet status kosza na śmieci. Usługi miejskie wokół oświetlenia, monitorowanie ruchu wykorzystuje tę technologię. LoRa jest również wykorzystywana w zastosowaniach do monitorowania wycieków i stanu konstrukcji.

Inteligentna opieka zdrowotna

Sieci LoRa umożliwiają niskie koszty, niezawodna łączność do śledzenia zasobów medycznych, monitorowanie temperatury leków/próbek krwi, monitorowanie stanu zdrowia pacjentów w podeszłym wieku. Rozwiązania IoT oparte na czujnikach i bramkach LoRa mogą pomóc w całodobowym monitorowaniu pacjentów wysokiego ryzyka.

Inteligentny monitoring przemysłowy

Operacje w przemyśle mogą skorzystać na czujnikach LoRa, które mają funkcje ciągłego monitorowania;. Bezprzewodowe czujniki temperatury LoRa, wibracja, ciśnienie, zużycie energii pomaga analizować stan sprzętu fabrycznego bez kosztownego okablowania. Usługi lokalizacyjne niewymagające GPS śledzą aktywa i kontenery o dużej wartości w parkach przemysłowych, wykorzystując zwiększony zasięg.

Inteligentne narzędzia

Ponieważ liczniki często znajdują się w pomieszczeniach zamkniętych, pod ziemią, lub w gęstym środowisku miejskim. Utrudnia to dotarcie do nich większości technologii bezprzewodowych. Miasta wdrażają inteligentne liczniki gazu, Elektryczność, oraz zaopatrzenie w wodę w oparciu o łączność radiową LoRa w celu zdalnego przekazywania danych o zużyciu zamiast ręcznej kontroli osobistej.

Inteligentny łańcuch dostaw & Logistyka

Czujniki LoRa ułatwiają logistyce i łańcuchom dostaw śledzenie wartościowych aktywów w transporcie w przystępnej cenie. Duży zasięg i niski pobór mocy czujników LoRa ułatwia geolokalizację pojazdów i ładunków. Palety wyposażone w czujniki wstrząsów lub temperatury pomagają określić niewłaściwą obsługę i zasadność roszczenia ubezpieczeniowego.

Śledzenie pacjentów z chorobą Alzheimera

Urządzenia śledzące z technologią LoRa mogą ostrzegać opiekunów, gdy pacjent z chorobą Alzheimera opuszcza wyznaczoną bezpieczną strefę. Pomoże to w zapewnieniu całodobowego bezpieczeństwa w przypadku braku nadzoru fizycznego. Dłuższa żywotność baterii w porównaniu do znaczników BLE pozwala ograniczyć nakłady na konserwację.

Inteligentne domy & Budynki

Czujniki LoRa płynnie przesyłają informacje dotyczące dynamiki domu i budynku. Kontrolują zużycie energii, Funkcjonalność HVAC, oraz środki bezpieczeństwa, takie jak inteligentne czujniki drzwi i okien. Ponadto, LoRa obejmuje tworzenie inteligentnych i wzajemnie połączonych przestrzeni do życia i pracy.

Wniosek

Jeśli pracujesz nad rozwiązaniem opartym na IoT i chcesz skorzystać z technologii LoRa, ale martwisz się złożonością procesu, wtedy możesz na nich polegać MOKOSmart. Oferujemy szeroką gamę solidnych czujników LoRaWAN, z których możesz korzystać zgodnie ze swoimi potrzebami. dodatkowo, zapewniamy projektowanie sprzętu, prototypowanie, montaż produktu, Debugowanie RF, oraz usługi osadzania LoRaWAN. Więc, otrzymasz profesjonalne moduły LoRa do swojego rozwiązania opartego na IoT. Jeśli chcesz zapytać o wycenę lub zadać jakieś pytania, skontaktuj się z nami.

CZYTAJ WIĘCEJ O LORZE

Scenariusz --
Nick He
Nick He
Nacięcie, doświadczony kierownik projektu w naszym R&Dział D, wnosi do MOKOSMART bogate doświadczenie, wcześniej pełnił funkcję inżyniera projektu w BYD. Jego wiedza na temat R&D wnosi wszechstronne umiejętności do zarządzania projektami IoT. Z solidnym, rozciągającym się tłem 6 lat w zarządzaniu projektami i zdobądź certyfikaty takie jak PMP i CSPM-2, Nick specjalizuje się w koordynowaniu wysiłków w obszarze sprzedaży, Inżynieria, testowanie, i zespoły marketingowe. Projekty urządzeń IoT, w których brał udział, obejmują Beacons, Urządzenia LoRa, bramy, i inteligentne wtyczki.
Nick He
Nick He
Nacięcie, doświadczony kierownik projektu w naszym R&Dział D, wnosi do MOKOSMART bogate doświadczenie, wcześniej pełnił funkcję inżyniera projektu w BYD. Jego wiedza na temat R&D wnosi wszechstronne umiejętności do zarządzania projektami IoT. Z solidnym, rozciągającym się tłem 6 lat w zarządzaniu projektami i zdobądź certyfikaty takie jak PMP i CSPM-2, Nick specjalizuje się w koordynowaniu wysiłków w obszarze sprzedaży, Inżynieria, testowanie, i zespoły marketingowe. Projekty urządzeń IoT, w których brał udział, obejmują Beacons, Urządzenia LoRa, bramy, i inteligentne wtyczki.
Podziel się tym postem
Wzmocnij łączność Potrzebne z MOKOSmart Rozwiązania urządzeń LoT!