Loja
Se você está seguindo tendências tecnológicas ou tem interesse na Internet das coisas (IoT), Provavelmente, você já ouviu as palavras -chave "Lora" ou "Lorawan". Foi amplamente discutido nas postagens do blog sobre a influência que terá nas cidades inteligentes, agricultura, Monitoramento industrial e outros campos relacionados à IoT. Você já deve saber que tem algo a ver com comunicação sem fio e redes de longo alcance. neste blog, Vou dar uma visão geral do que Lora é, como funciona, seus principais benefícios, formulários, e dicas para começar.
O que é a tecnologia Lora
LoRa, abreviação de longa distância, é uma tecnologia de radiofrequência sem fio que permite, Comunicação de baixa potência entre dispositivos. É exatamente o que seu nome sugere, E o longo alcance significa criar conexões sem fio que viajam muito além das tecnologias tradicionais como WiFi ou Bluetooth.
"Lora® é a camada física ou a modulação sem fio utilizada para criar o link de comunicação de longo alcance ... o Lora® é baseado na modulação do espectro de espalhamento de chirp ... o Lora® é a primeira implementação de baixo custo para uso comercial". Uma visão geral técnica de Lora® e Lorawan ™ Da Lora Alliance
Com base na definição acima, É claro que Lora não é um protocolo de comunicação, mas uma técnica de modulação, Uma maneira de codificar dados sobre ondas de rádio para que os dispositivos possam conversar um com o outro com eficiência. Quando combinado com a pilha de protocolos de Lorawan, Podemos construir uma rede de comunicação de longo alcance completa para dispositivos IoT.
A maioria das tecnologias sem fio segue esta troca: mais alcance = mais poder. Mas Lora quebra esse padrão. Comparado com a modulação tradicional de Ask e FSK, Lora é baseada no espectro de spread chirp (CSS) modulação, que pode aumentar bastante o intervalo de comunicação, Portanto, pode atingir uma faixa de transmissão de vários quilômetros com consumo de energia extremamente baixo.
A história de Lora
Para entender Lora no contexto certo, É necessário que dê uma olhada rápida na história da comunicação de Lora.
As fundações do que a Lora moderna é hoje foram desenvolvidas por Nicolas Sornin e Olivier Seller da França na 2009, que mais tarde iniciou o Cycleo da empresa com François Sforza em 2010. Inicialmente, Eles direcionaram a indústria de medição para gás, água, e eletricidade. No 2012, Cycleo foi adquirido pela Semtech.
Não foi até fevereiro 2015 que a Lora Alliance®, uma aliança sem fins lucrativos, foi formado para padronizar e promover Lorawan (Uma vez chamado Loramac) - Um protocolo de comunicação construído sobre a modulação de Lora.
Durante o final de 2010, Havia muitas implantações de Lora e Lorawan, e isso levou à popularidade generalizada da tecnologia, especialmente na Europa e algumas histórias notáveis de sucesso iniciais.
No início dos anos 2020, O campo de LPWAN (Redes de área larga de baixa potência) havia recebido uma quantidade substancial de interesse global, A ponto de haver várias tecnologias concorrentes, como NB-IoT e Sigfox, disputando o domínio do mercado.
De acordo com Aliança LoRa 2024 Relatório de fim de ano, há mais do que 350 milhões de nós finais e 6.9 Million Gateways com Lora ICS que foram implantados em todo o mundo. A aliança Lora é agora uma das maiores alianças de IoT em todo o mundo. Também começamos a ver os dispositivos Lora e Lorawan se tornando cada vez mais comuns. Espera -se que o mercado de Lora e Lorawan IoT cresça $8.0 bilhões em 2024 para $32.7 bilhões por 2029.
Como Lora funciona
Uma arquitetura de rede de Lorawan consiste em nós Lora, Gateways Lora, o servidor de rede e o servidor de aplicativos. Em uma arquitetura de Lorawan, Os nós estão normalmente em uma topologia em estrela com gateways formando uma ponte transparente. A comunicação para os nós finais geralmente é bidirecional, o que significa que o gateway pode coletar dados dos nós finais, Mas também pode enviar comandos para os nós finais.
Nós LoRa: Os nós finais são os elementos da rede Lora, onde o controle ou detecção é realizado. Eles são normalmente movidos a bateria e remotamente localizados. Os nós finais enviam dados para todos os gateway de sua vizinhança e transmitem dados em periódicos não 24 × 7.
Gateway LoRa: O gateway recebe os dados dos nós finais da Lora e depois canalizam -os para um servidor de rede. Um gateway Lora geralmente consiste em um módulo de rádio Lora, um microprocessador, e um meio de conectividade à Internet.
O gateway converte os dados recebidos dos nós LORA em formato TCP/IP através da rede backhaul (Ethernet, 3G, 4G, Wi-fi, etc.) e envia para o servidor de rede. O Lora Gateway suporta multicanal, Transceptores multimodulações, e mesmo desmodulação simultânea de sinais no mesmo canal. Eles não armazenam nenhum dado e agem apenas como encaminhadores de pacotes para o servidor de rede. Um gateway pode conectar muitos dispositivos terminais. Um sx1301 com 8 Os canais podem lidar com 1.5 milhões de pacotes por dia, apoiando ao redor 62,500 dispositivos enviando um pacote por hora.
Servidor de Rede: O servidor de rede gerencia a rede. Ele filtra pacotes duplicados causados por vários gateways recebendo os mesmos dados, executa verificações de segurança, gerencia tráfego de gateway e roteamento, Controle taxa adaptativa, e encaminha mensagens para o servidor de aplicativos.
Servidor de aplicação: O servidor de aplicativos processa dados do servidor de rede, analisa dados do sensor, Suporta funções como exibição de status e alertas em tempo real, e pode opcionalmente enviar respostas de volta ao nó final.
Benefícios e desvantagens da tecnologia Lora
Compreender as características de Lora é essencial para determinar suas possíveis aplicações. Vamos dar uma olhada mais profunda aos prós e contras de Lora para ajudá -lo a considerar onde se encaixa melhor.
Benefícios da Lora:
- Longo alcance: Conecta dispositivos até 15-20 km em ambientes rurais e 2-5 km em áreas urbanas. Permite cobertura em escala de cidade, e uma boa penetração dos edifícios é alcançada.
- Baixa potência e vida útil longa: Projetado para baixo uso de energia com duração prolongada da bateria até 10 anos. Por exemplo, MOKOSmart LW009 Sensor de estacionamento de Lorawan pode operar até 5 anos.
- Alta capacidade: Um único gateway Lora pode lidar com milhões de mensagens de milhares de nós finais.
- Baixo custo: Baixo investimento inicial de infraestrutura, banda de frequência ISM grátis, e sensores de nós finais baratos.
- Padrão aberto: Lorawan é mantido pela Lora Alliance. Dirige a implantação rápida e a interoperabilidade do dispositivo.
Desvantagens de Lora:
- Baixa velocidade de transmissão: A Lora tem uma largura de banda relativamente estreita e sua capacidade de transmitir por longas distâncias custa taxas de dados mais baixas, Tornando-o adequado para redes de sensores, não aplicativos de alto data.
- Carga útil limitada: Lora suporta apenas pequenos pacotes de dados, com uma capacidade máxima de dados de cerca de 242 bytes por transmissão. Isso o torna menos adequado para casos de uso que precisam de grandes transferências de dados.
Aplicações da tecnologia LoRa
A tecnologia sem fio Lora é amplamente utilizada em uma variedade de aplicações. As capacidades de longo alcance e baixa potência significam que os nós finais podem ser implantados em uma ampla variedade de lugares, edifícios internos ou em áreas remotas, Para transmitir pacotes com informações importantes para o gateway. Aqui estão alguns aplicativos LoRa comuns:
Cidades inteligentes - Medição inteligente, monitoramento ambiental, estacionamento inteligente, iluminação pública, gerenciamento de resíduos e muito mais.
Cadeia de suprimentos e logística - Rastreamento e monitoramento de ativos, monitoramento da cadeia de frio, gestão de frota.
Agricultura - Monitoramento do solo, controle de irrigação, rastreamento de gado.
IoT industrial - Monitoramento de equipamentos, manutenção preditiva, automação.
Monitoramento de infraestrutura - Monitore trilhos ferroviários, pontes, e túneis para quaisquer mudanças físicas.
Serviços de utilidade pública - grade inteligente, medição de gás/água, detecção de vazamento, geração distribuída de energia.
Casas e edifícios inteligentes - HVAC e controle de iluminação, gerenciamento de energia, monitoramento de ocupação de salas.
LoRa vs LoRaWAN: Qual é a diferença?
LoRa descreve a camada física inferior, as camadas superiores de rede estavam ausentes. LoRaWAN é um dos inúmeros protocolos desenvolvidos para descrever as camadas superiores da rede. LoRaWAN é um controle de acesso à mídia baseado em nuvem (MAC) protocolo de camada, mas atua principalmente como um protocolo de camada de rede para gerenciar a comunicação entre dispositivos de nó final e gateways LPWAN, como um protocolo de direção, mantido pela Aliança LoRa. Versão especificação LoRaWAN 1.0 foi lançado em junho 2015.
LoRaWAN define a arquitetura do sistema e o protocolo de comunicação para a rede, enquanto a camada física LoRa permite o link de comunicação de longo alcance.
Então, em resumo:
LoRa = modulação da camada física
LoRaWAN = protocolo e arquitetura de comunicação
Juntos, eles fornecem a solução completa, incluindo conectividade de longo alcance e arquitetura flexível de comunicação de rede.
Lora vs outras tecnologias sem fio
Existem algumas diferenças entre a Lora e outras tecnologias de IoT por aí como NB-IoT, Sigfox e LTE-M. Alguns dos importantes são:
Lora opera em bandas ISM não licenciadas em vez de usar espectro licenciado como redes celulares.
Lora usa um CSS exclusivo (Chirp Spread Spectrum) Técnica de modulação em comparação com esquemas de modulação que outros protocolos usam.
Lora tem protocolos de segurança menos robustos do que outros como NB-IoT.
Lora tem recursos de longa distância mais robustos do que outros como wifi ou bluetooth.
Lora é usada principalmente para longo alcance, Aplicações de baixa potência, como monitoramento ambiental e agricultura inteligente, Enquanto outros protocolos como o LTE-M são mais adequados para aplicações como telemática de veículos e aplicativos de IoT móvel.
| LoRa | NB-IoT | LTE-M | Sigfox | |
| Alcance | 15-20 km (rural), 2-5 km (urbano) | 1-10 km | 1-11 km | 10 KM （Urbano), 40 km ( rural ) |
| Faixa de frequência | Bandas ISM não licenciadas | Bandas celulares licenciadas | Bandas celulares licenciadas | Bandas ISM não licenciadas |
| Taxa de dados | 0.3 – 50 kbps | 200 kbps | 200-1000 kbps | 100 bps |
| Propriedade da rede | Público ou privado | Operadores de telecomunicações | Operadores de telecomunicações | Operadores Sigfox |
| Taxas de assinatura | Grátis ou de baixo custo | Taxas celulares mais altas | Taxas celulares mais altas | Assinatura necessária |
| Eficiência energética | Muito alto | Muito alto | Médio | Muito alto |
| Bidirecional | sim | sim | sim | Limitado (restrições estritas de downlink) |
| Penetração interna | Bom | Excelente | Bom | Bom |
| Casos de uso ideais | Cidades inteligentes, agricultura, rastreamento de ativos | Medidores de utilidade, monitoramento industrial | Vestuário, telemática, Aplicações Móveis | Sensores simples, Monitoramento básico |
Lora Technology - deve conhecer conceitos
Quando você está começando no mundo de Lora, Pode ser um pouco avassalador entender a tecnologia. Para ajudá -lo a começar, Aqui estão vários conceitos -chave com os quais você deve estar familiarizado:
-
- LoRa (Longo alcance): Esta é a camada física ou a modulação sem fio utilizada para criar o link de comunicação de longo alcance. É baseado na modulação do espectro de propagação de chirp.
- LoRaWAN (Rede de área ampla de Lora): Um protocolo aberto construído sobre o LORA que define o protocolo de arquitetura e comunicação do sistema para dispositivos usando Lora.
- LORAWAN CLASSE A., B, C: Diferentes classes de operação de dispositivo em Lorawan:
- Classe A: A aula mais eficiente em termos de energia, onde os dispositivos apenas ouvem mensagens de downlink brevemente após o envio de uma transmissão de uplink.
- Classe B: Permite slots de downlink programados por meio de beacons sincronizados pelo tempo, oferecendo um equilíbrio entre eficiência de energia e latência.
- Classe C: Ouve continuamente mensagens de downlink, exceto ao transmitir, fornecendo menor latência, mas o maior consumo de energia.
- LPWAN (Rede de longa distância de baixa potência): Um tipo de rede de comunicação sem fio projetada para permitir comunicações de longo alcance a uma taxa baixa entre coisas como sensores operados em uma bateria.
- ADR (Taxa de dados adaptável): Um recurso em Lorawan que otimiza as taxas de dados, tempo de antena, e consumo de energia na rede.
- ISM (Industrial, Científico, e médico): Essas são bandas de rádio reservadas internacionalmente para o uso de energia de radiofrequência para industrial, científico, e fins médicos.
- TTN (A Rede das Coisas): Um global, abrir, Rede de dados da IoT de crowdsourcing que usa Lorawan.
- ABP (Ativação por personalização): Um método de ativação do dispositivo Lorawan, onde as chaves de segurança são codificadas diretamente no dispositivo.
- SF (Fator de espalhamento): Um parâmetro em Lora que determina a taxa de chirp, que afeta a taxa de dados e o intervalo de comunicação.
O que é a Aliança LoRa?
Como em muitos outros sistemas, um órgão da indústria foi criado para desenvolver e depois promover o sistema sem fio LoRa em toda a indústria, chamado Aliança LoRa. Foi lançado em fevereiro 2015. Como afirma a Aliança, foi criado para fornecer um padrão global aberto para segurança, conectividade IoT LPWAN de operadora.
Embora o LoRa tenha sido essencialmente desenvolvido pela Semtech, a abertura do padrão permitiu que ele fosse adotado por um grande número de empresas, aumentando o ecossistema e obtendo um envolvimento significativamente maior, uma variedade mais ampla de produtos e um aumento geral no uso e aceitação.
Os membros fundadores da LoRa Alliance incluem Actility, Cisco, Eolane, IBM, Kerlink, IMST, MultiTech, Sagemcom, Semtech, e tecnologia de microchip, bem como as principais operadoras de telecomunicações: Bouygues Telecom, KPN, SingTel, Proximus, Swisscom, e FastNet (parte da Telkom África do Sul).
Primeiros passos com a tecnologia LoRa
Basicamente, Todos podem configurar seu próprio sistema de comunicação Lora. Como Lora trabalha na banda de frequência não licenciada, nenhum custo de licença para frequências é necessário. Se você deseja cobrir apenas uma área limitada com Lorawan, Faz totalmente sentido operar seus próprios gateways e servidores. Quero construir o seu próprio Soluções LoRaWAN? É mais fácil do que você imagina! Você pode começar com diversos dispositivos e soluções Mokosmart Lorawan.
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