Lora – Открытый стандарт радиосвязи LPWAN

Lora – Открытый стандарт радиосвязи LPWAN
Lora - Открытый стандарт радиосвязи LPWAN

LoRa - это открытый стандарт радиосвязи маломощной глобальной сети. (LPWAN) только для небольших объемов данных. Поэтому он подходит для дальнего действия..

Что касается LoRaWAN, это название радиосети на основе LoRa. LoRa и использует полосы частот из безлицензионных диапазонов ISM. Это означает, что LoRaWAN может быть альтернативой или дополнением к традиционной мобильной сети с центральным оператором сети.. Что больше, LoRaWAN также называют сетью 0G, чтобы отличать ее от традиционной мобильной связи..

Поскольку LoRa - это открытый стандарт радиосвязи, любой может настроить LoRaWAN как сеть IoT или M2M с двунаправленной связью или использовать решение на базе сообщества.

Заметка: Американский LoRaWAN отличается от европейского LoRaWAN. Это влияет на скорость передачи и, следовательно, на потребление энергии..

Характеристики

• Связь: Ориентированный на восходящий канал, двунаправленный, возможен режим подтверждения

• Модуляция: Chirp Spread Spectrum и FSK

• Сетевая архитектура: Конечные устройства связываются со шлюзами, которые передают пакеты данных на сервер. На сервере есть интерфейсы для подключения к IoT-платформам и приложениям..

• Частотные диапазоны: 868 МГц (863–870 МГц, разделен на несколько поддиапазонов) в Европе и 915 МГц в США. Срок использования канала ограничен правилами во многих странах. (рабочий цикл).

• Классифицировать: В зависимости от топографии, вплоть до 2 км в городах и до 15 км в сельской местности. Достигается хорошая проходимость зданий..

• Потребление энергии: Между 10 мА и 100 нА в спящем режиме. В зависимости от приложения, срок службы батареи 2 в 15 лет.

• Пропускная способность радиоканала: 125 кГц

• Чувствительность: -137 дБм

• Мощность передачи: +20 дБм или максимум 25 мВт

• Пакеты данных: МЕНЯ: Максимум. 51 байтов / Соединенные Штаты Америки: Максимум. 11 байтов пользовательских данных в пакете

• Скорость передачи: Между 250 немного / песок 50 кбит / s

Технология передачи

Технология передачи LoRa

Для достижения высокой эффективности передачи данных и энергопотребления., LoRaWAN использует частотный разброс. Это позволяет в значительной степени избежать помех и узкополосных помех..

Метод передачи называется “Чирик Спред Спектрум”. И передача сигнала происходит как своего рода щебетание. затем, чирпированный импульс распространяется в широком диапазоне частот. Полоса пропускания может дополнительно использоваться для высокой скорости передачи данных или надежной передачи.. Коэффициент расширения и полоса пропускания определяют, насколько высока может быть скорость передачи данных и насколько высока вероятность приема..

Сигналы, которые модулируются с разными коэффициентами расширения и передаются по одному и тому же частотному каналу, не мешают друг другу.. Ортогональность коэффициентов расширения позволяет одновременно передавать несколько оконечных устройств по одному каналу..

Сигналы LoRa очень устойчивы к внутриполосным и внеполосным помехам.. Их нечувствительность к многолучевому приему или замиранию обеспечивает большую дальность действия в городских районах..

Сетевая архитектура LoRaWAN

Сетевая архитектура LoRaWAN состоит из множества конечных устройств в виде датчиков и исполнительных механизмов., несколько шлюзов и центральный сетевой сервер. Терминальное устройство обменивается данными со шлюзом. Шлюз подключается к сетевому серверу. Затем сетевой сервер обменивается данными по различным протоколам. (например. ОТДЫХ, MQTT, и т.п.) с приложением, которое работает, например, как приложение в облаке.

В LoRaWAN, шлюзы являются приемниками радиосигналов на 868 МГц. Здесь чипы LoRa получают чирп-сигналы. Что касается шлюзов, с другой стороны, подключиться к Интернету.

Шлюзы LoRaWAN идеально образуют сплоченную сеть и могут быть распределены по всему миру..

Сообщение может быть получено одним или несколькими шлюзами.. Шлюзы пересылают их на сетевой сервер без дальнейшего вмешательства..

В LoRaWAN, сетевые серверы отвечают за идентификацию отправителя и пересылку пакета на сервер приложений.

Сетевой сервер обеспечивает, среди прочего, что сообщение приходит на сервер приложений только один раз, независимо от того, сколько шлюзов получили его.

Частная или общественная сеть

Практически каждый может управлять своим собственным LoRaWAN.. Поскольку LoRa работает в неназначенном частотном диапазоне, не требуется затрат на лицензию на частоты.

Если вам нужно настроить LoRaWAN только в ограниченной области, работа ваших собственных шлюзов и серверов может иметь смысл.

тем не мение, если вы зависите от глобальной радиосети, вы также можете связаться MOKOSmart, у нас есть только собственный шлюз, который обращается к серверам через Интернет. Что касается безопасности, вам нужно только доверять сетевому серверу для доставки полученных пакетов данных и серверу приложений, который может расшифровать контент.

Ассортимент

LoRa имеет высокую чувствительность -137 дБм, что увеличивает доступность сети. Сигналы без проблем проходят через стены здания, а также могут достигать подвалов или других так называемых глубоких помещений..

Расстояние между передатчиком и приемником составляет примерно 3 км (город), приблизительно. 6 км (пригород) и до 13 км (сельские районы) в зависимости от окружения и населенных пунктов.

Расстояние между передатчиком LoRa и приемником зависит от коэффициента расширения., пропускная способность, выбранная мощность передачи LoRa Chip и используемой антенны.

Скорость передачи

Чтобы максимально продлить срок службы батареи и контролировать общую емкость сети (ограничено нормативными требованиями), LoRa контролирует скорость передачи данных и выход RF индивидуально, используя адаптивную скорость передачи данных. (ADR) для каждого конечного устройства.

Связь между терминалом и шлюзом осуществляется по разным частотным каналам с разной скоростью передачи данных.. Диапазон данных 0. 3 в 50 кбит / с. Физический размер упаковки 64 байтов. 13 байты необходимы для заголовка. Это оставляет 51 байты для пользовательских данных.

Заметка: В Соединенных Штатах, время канала ограничено 400 миллисекунды. Это означает, что только максимум 11 байты пользовательских данных могут передаваться за пакет.

SF12 (коэффициент распространения) в 125 кГц (пропускная способность) только достигает 250 немного / s (скорость передачи данных). Приемник, скорее всего, уловит ЛЧМ-импульс, потому что ему сравнительно легко отличить сигналы от шума..

Самая быстрая указанная комбинация - SF7 при 250 полоса пропускания кГц. Это ведет к 11,000 бит / с.

Потребляемая мощность

Процесс модуляции LoRa обеспечивает оптимальную мощность передачи с минимально возможным потреблением энергии передатчиком.. Низкое энергопотребление обеспечивает срок службы батареи до 15 лет.

Это упрощает обращение и стоит недорого, поскольку не требуется отдельный источник питания..

Классы устройств

LoRa различает разные классы устройств, при этом только класс A интересен для приложений в Интернете вещей.. Конечное устройство находится в состоянии экономии заряда батареи и передает только кратковременную передачу при изменении состояния.. Что-то можно отправить только на терминал в это время.

Вместе с радиомодулем, эти конечные устройства очень недорогие из-за своей простоты, а также подходят для удовлетворения высоких требований..

Если устройства также могут быть адресованы за пределами этого периода, Фактически должен быть выбран класс устройства B или C, что значительно увеличивает энергопотребление и, в зависимости от сети, не поддерживается вообще.

Приложения

LoRa в первую очередь предназначен для статических датчиков.. Типичные приложения включают запись, запрос и обмен информацией о статусе. С датчиками, расположенными в любом месте, информация может быть определена или получена, который легко интегрируется в приложение.

1. Умный дом
2. Умный город
3. Умная фабрика
4. Умное земледелие
5. Умный транспорт

Написано --
Фиона Куан
Фиона Куан
Фиона, технический писатель и редактор МОКОСМАРТ, ранее потраченный 10 лет работы инженером по продукту в IoT-компании. С момента прихода в нашу компанию, она тесно сотрудничала с продажами, менеджеры по продукту и инженеры, получение понимания потребностей клиентов. Сочетание глубокого отраслевого опыта и понимания того, чего клиенты хотят больше всего, Фиона пишет интересный контент, посвященный основам Интернета вещей., углубленные технические материалы и анализ рынка - общение с аудиторией по всему спектру IoT.
Фиона Куан
Фиона Куан
Фиона, технический писатель и редактор МОКОСМАРТ, ранее потраченный 10 лет работы инженером по продукту в IoT-компании. С момента прихода в нашу компанию, она тесно сотрудничала с продажами, менеджеры по продукту и инженеры, получение понимания потребностей клиентов. Сочетание глубокого отраслевого опыта и понимания того, чего клиенты хотят больше всего, Фиона пишет интересный контент, посвященный основам Интернета вещей., углубленные технические материалы и анализ рынка - общение с аудиторией по всему спектру IoT.
Поделиться этой записью