Поскольку наш мир покрывается подключенными устройствами и датчиками, одна постоянная проблема душит реализации – надежная беспроводная связь на обширных территориях. В то время как такие технологии, как Wi-Fi и Bluetooth, способствуют развитию умных домов, их диапазоны ограничивают развертывание в разросшихся инфраструктурах, фермы или распределенная логистика. Введите дальнюю дальность (Lora) беспроводной – инновационная технология, позволяющая крошечным устройствам с батарейным питанием отправлять данные на многие километры к вездесущим шлюзам, подключенным к облаку. Это обеспечивается модулями LoRa., аппаратные компоненты размером с штамп, содержащие трансиверы, антенна и микроконтроллер, необходимые для связи LoRa. Давайте начнем разгадывать это беспроводное чудо — технологию модулей LoRa.!
Что такое Lora мстрана
Модуль LoRa содержит чип приемопередатчика LoRa и микроконтроллер., придавая ему все элементы, необходимые для дальней связи. Он служит строительным блоком для подключения датчиков., приводы и все виды периферийных устройств IoT через сеть на базе LoRa.. Модули LoRa позволяют устройствам подключаться к сети LoRaWAN для отправки и получения данных на большие расстояния..
Модули LoRa доступны в виде готовых автономных компонентов или интегрированы в макетные платы и датчики.. Общие интерфейсы включают UART., SPI и I2C для подключения к внешним микроконтроллерам. или бортовые датчики. Поскольку LoRaWAN набирает популярность для приложений LPWAN, экосистема доступных модулей LoRa выросла в геометрической прогрессии.
Как работает модуль LoRa
Модули LoRa обеспечивают беспроводную связь на многие мили с помощью запатентованного подхода модуляции расширенного спектра, разработанного Semtech, под названием LoRa.. Он использует форму модуляции расширенного спектра, известную как Chirp Spread Spectrum. (CSS) частота которого увеличивается или уменьшается со временем по всей полосе пропускания канала. Это позволяет восстанавливать сигнал ниже минимального уровня шума, обеспечивая большую дальность связи и устойчивость.. Модуляция LoRa обеспечивает компромисс между скоростью передачи необработанных данных и чувствительностью., помехоустойчивость и дальность действия.
Проще говоря, Модули LoRa принимают входные данные, закодировать его посредством сложной модуляции, и передавать радиосигнал, который может преодолевать многие мили при низких уровнях мощности.. Этот сигнал демодулируется шлюзовыми устройствами LoRa, подключенными к Интернету через сотовую связь., спутник, Wi-Fi или Ethernet. Затем шлюзы пересылают данные на централизованный сетевой сервер для обработки и анализа.. Общение происходит двунаправленным способом. – конечные устройства отправляют данные по восходящей линии связи на сервер при необходимости. Серверы также могут передавать сообщения по нисходящей линии связи конечным узлам через шлюзы..
Популярныйприложения LoRa модулы
Длительное время автономной работы, дальность действия и надежность сетей LoRa идеально подходят для подключения датчиков с низкой пропускной способностью и позволяют им осуществлять периодические измерения в течение многих лет без взимания платы.. следовательно, Модули LoRa получают широкое распространение во многих промышленных приложениях IoT, включая:
Умное Сельское хозяйство
Модули LoRa позволяют отслеживать микроклимат сельскохозяйственных культур с помощью датчиков почвы., обеспечивает точный полив и химическую обработку, адаптированную к условиям каждого региона фермы. Трекеры местоположения также могут отслеживать использование активов, в то время как датчики ирригационного оборудования следят за утечками или неисправностями..
Умные Города
Модули LoRa соединяют городскую инфраструктуру для удаленного мониторинга и управления. Приложения включают чтение воды, газовые и электрические счетчики, наблюдение за уличными фонарями и транспортным потоком, слежение за общественным транспортом, статус мусорного бака в реальном времени, детекторы утечек в системах водоснабжения и т. д..
Промышленный мониторинг
Заводы получают выгоду от LoRa для мониторинга активов, например, отслеживания статуса и положения поддонов или контейнеров., температурный контроль скоропортящихся продуктов, обнаружение утечки, и т.д. Горнодобывающие предприятия также используют сети LoRa для мониторинга вентиляции., отслеживание транспортных средств и т. д..
Мониторинг окружающей среды
Правительства развертывают сети LoRa с датчиками окружающей среды в лесах, реки и места обитания, находящиеся под угрозой исчезновения, для выявления незаконной деятельности и предоставления данных о проектах восстановления.. Эти долговечные датчики образуют сети для сбора данных Интернета вещей, собирающие ключевые показатели, такие как влажность почвы., влажность, качество воды и многое другое.
Цепочка поставок / Логистика
Трекеры активов и мониторы состояния LoRa обеспечивают видимость и предотвращают потери на всех этапах цепочки поставок.. Компании отслеживают поддоны со склада до клиента, контролировать фармацевтические препараты и продукты питания на предмет отклонений от безопасного уровня температуры/влажности, обеспечить целостность дорогостоящих промышленных товаров в пути и многое другое.
преимущества и недостатки Лора мстрана
Модули LoRa обеспечивают значительные преимущества с точки зрения подключения на большие расстояния и работы с низким энергопотреблением, что делает их очень полезными для многих приложений Интернета вещей.. тем не мение, как и любая технология, есть также некоторые недостатки, которые следует учитывать в зависимости от различных вариантов использования..
Плюсы модуля LoRa
Давайте рассмотрим ключевые преимущества, способствующие принятию этого стандарта беспроводной связи дальнего действия.:
- Связь на дальней дистанции: Вплоть до 5 км в городских условиях и до 15 км в сельской местности или больше при идеальном размещении в прямой видимости. Небольшое количество шлюзов LoRa обеспечивает обширное покрытие..
- Отличная пропускная способность сети, тысячи узлов на шлюз: Использование разных каналов и коэффициентов расширения сводит к минимуму коллизии.. Один шлюз LoRa может одновременно обслуживать тысячи устройств конечных узлов. – обеспечение возможностей для массового развертывания устройств.
- Низкое энергопотребление: Годы автономной работы возможны при отправке небольших регулярных пакетов данных благодаря минимальному энергопотреблению в спящих режимах..
- Устойчивость к помехам: Модуляция с расширенным спектром чирпа обеспечивает превосходную устойчивость к канальному шуму и помехам..
- Безопасная передача данных: LoRaWAN определяет сквозное 128-битное шифрование AES для конфиденциальности данных..
- Низкая стоимость модуля: В качестве стандарта аппаратного обеспечения массового производства, Модули LoRa и платы для разработки вполне доступны по цене., содействие массовому усыновлению.
- Совместимость глобальной сети: Протокол LoRaWAN обеспечивает взаимодействие между инфраструктурой и модулями разных производителей в глобальных масштабах.
Минусы модуля LoRa
Модули LoRa обеспечивают выдающуюся дальность беспроводной связи и время автономной работы., у них есть некоторые ограничения, в том числе:
- Меньшая пропускная способность данных: Пиковая скорость передачи данных LoRa намного ниже, чем у Wi-Fi., 4Пропускная способность G/5G в диапазоне Мбит/с или Гбит/с..
- Емкость ограничена шлюзами: Количество конечных узлов ограничено плотностью и покрытием шлюза LoRa..
- Помехи на нелицензированных диапазонах: Несмотря на превосходную надежность модуляции LoRa, внешнее вмешательство может ограничить производительность.
- Ограничительный рабочий цикл: Правила, касающиеся работы на нелицензированных диапазонах, ограничивают возможность постоянного подключения..
Различия бмежду LoRa и LoRaWAN
Когда дело доходит до LoRa и LoRaWAN, LoRa относится к базовому протоколу модуляции дальнего действия, тогда как LoRaWAN определяет уровни сетевой связи более высокого уровня и архитектуру системы.:
Физический уровень ЛоРа – Уровень физической модуляции LoRa, разработанный Semtech, обеспечивает дальнюю связь., беспроводное радиочастотное соединение с низким энергопотреблением путем кодирования данных в пакеты с расширенным спектром чирпа. Такие параметры, как мощность передачи, скорость передачи данных, номер канала, здесь задается несущая частота и т. д..
Уровень управления доступом к среде передачи данных LoRaWAN – LoRaWAN — это открытый стандарт, определяющий уровни связи более высокого уровня, такие как аутентификация между устройствами и шлюзами., облачная интеграция, методы двунаправленной связи, планирование слотов приема и многое другое. Безопасность также гарантируется за счет поддержки сквозного шифрования AES-128 для защиты данных в эфире и через транзитные каналы..
Путем правильной реализации LoRaWAN, модули и шлюзы могут взаимодействовать между различными поставщиками сетевых услуг.. Большинство доступных сегодня модулей оснащены встроенной поддержкой протокола LoRaWAN для подключения к облаку..
Факторы выбора правильного модуля LoRa
Со стандартизацией протокола через LoRaWAN, модули различных производителей широко совместимы. тем не мение, понимание приведенных ниже факторов поможет выбрать правильный компонент для вашего приложения.:
- Поддержка частотного диапазонат: Соответствие соответствующему диапазону ISM в зависимости от географического региона обеспечивает соответствие нормативным требованиям.. Обычные полосы, которые следует учитывать: 433 МГц.(Азия), 868МГц (Европа) и 915 МГц (Северная Америка).
- Мощность передачи и чувствительность приемника: Модули высокой мощности увеличивают дальность действия, но потребляют больше энергии.
- Диапазон температур: Промышленные модули поддерживают экстремальные температуры между -40 и +85 ° C.
- Фактор формы: Миниатюрные модули SMD допускают встраивание, а встроенные варианты печатных плат подходят для прототипирования.. Проверьте размер, варианты антенны, монтажные отверстия.
- Поддержка класса LoRaWAN (А, Б или С):Спецификация LoRaWAN определяет классы конечных устройств, балансирующие двунаправленность., задержка и время автономной работы. Например, Класс A обеспечивает максимальную энергоэффективность, а класс C экономит время автономной работы на оперативность реагирования в реальном времени..
- Сертификаты, такие как CE, FCC: Сертификаты указывают на то, что модули соответствуют стандартам излучения и помехоустойчивости, необходимым для коммерческого внедрения..
Выбор МОКОСмарт ЛоРа модулы
Отличным источником эффективных и экономичных модулей LoRa является MOKOSmart.. Мы ориентируемся исключительно на беспроводные устройства IoT, включая мобильные устройства., Опции Bluetooth и LoRa. наш MKL62 поставляется с чипсетом Semtech SX1262 LoRa, обеспечивающим надежную радиочастотную работу на многие мили наряду с поддержкой протокола LoRaWAN. Он предлагает расширенный диапазон температур и услуги определения местоположения, позволяющие создавать решения для интеллектуального сельского хозяйства., отслеживание местоположения, умные счетчики, и т.д. Благодаря возможности настройки устройств Интернета вещей в сочетании с полной экосистемой оборудования Интернета вещей., MOKOSmart является идеальным поставщиком для любого Решение на базе LoRaWAN.
ПРОДОЛЖИТЬ ЧИТАТЬ О ЛОРЕ
