LoRaWAN'ın IoT çözümünüze entegrasyonunu düşünüyor musunuz?? Hızla gelişen IoT teknolojisi alanında, LoRaWAN, LPWAN sektöründe zorlu bir oyuncu olarak öne çıkıyor. Düşünceniz endüstriyel veya kurumsal uygulamalar için LoRaWAN ağ çözümüne yöneliyorsa, Bu protokolün inceliklerini araştırmak çok önemli bir ilk adımdır. Bu makalede, LoRaWAN teknolojisinin tüm önemli yönlerine derinlemesine bir bakış sağlıyoruz. Temel konularda gezinirken bize katılın, Nesnelerin İnterneti girişimleriniz için bilinçli kararlar vermenizi sağlayacak bilgiler sağlar.
LoRaWAN teknolojisi nedir
LoRaWAN, Uzun Menzilli Geniş Alan Ağı anlamına gelir. Kablosuz pille çalışan nesneler ve varlıklar için tasarlanmış düşük güçlü bir WAN protokolüdür.. LoRaWAN ağları, cihazları uzun mesafeler üzerinden kablosuz olarak internete bağlamak için genellikle 433MHz veya 900MHz bantları gibi lisanssız spektrum kullanır.
Teknoloji, adı verilen fiziksel bir katmana dayanmaktadır. LoRa, cıvıltı yayılı spektrum modülasyonunu kullanan. Bu yöntem, sinyali daha geniş bant genişliğine yayar, parazite karşı dayanıklı hale getirir ve ona uzun menzilli özelliği kazandırır. Semtech başlangıçta LoRa modülasyon tekniğini geliştirdi ve bunu sürdürüyor.
LoRaWAN, uç cihazlar ve ağ geçitleri arasında iki yönlü iletişimi sağlamak için bir ağ katmanı protokolü ekler. Ağ geçitleri daha sonra IP üzerinden merkezi ağ sunucularına bağlanır. Bu mimari, uyarlanabilir veri hızları gibi özellikleri mümkün kılar, cihaz adresleme, güvenlik, dolaşım vb.. büyük ölçekli dağıtımları mümkün kılmak.
LoRa İttifakı, denetleyen, kar amacı gütmeyen açık bir dernektir. LoRaWAN standartları ve küresel çapta benimsenmeyi teşvik ediyor. Bitti 500 cihaz üreticileri genelinde küresel üyeler, operatörler, Çözüm sağlayıcılar konuşlandırmayı ilerletiyor.
Arasındaki fark LoRa ve LoRaWAN
Basit ifadeyle, LoRa, yalnızca uzun menzilli iletişimi sağlayan fiziksel modülasyon tekniğini veya sinyal kodlama şemasını ifade eder.. Kapsama aralığını elde etmek için cıvıltı yayılı spektrum modülasyonu ve ileri hata düzeltme kavramını kullanır. 10 kırsal ortamlarda kilometrelerce ve 3 şehirlerde kilometrelerce.
LoRaWAN protokolü, veri iletişimini yönetmek için LoRa modülasyonunun üstünde çalışır, iki yönlü alışverişi etkinleştirin ve ağ güvenliği işlevlerini uygulayın. Buna veri hızı optimizasyonu gibi yetenekler de dahildir, adresleme şemaları, AES-128 şifrelemesinin uygulanması ve cihazlar ile ağ geçitleri arasındaki veri alışverişinin yönetilmesi.
Yani LoRa, uzun menzilli sinyalleşmeye izin veren fiziksel katman modülasyon şemasıdır, LoRaWAN iletişim protokolünü ve standartlarını tanımlarken. LoRa'yı araçların uzun mesafeleri hızla kat etmesini sağlayan otoyol olarak düşünün, LoRaWAN ise otoyol üzerinde düzenli ve güvenli geçişi yöneten trafik işaretleri ve kontrolleridir..
LoRaWAN teknolojisi nasıl çalışır?
LoRaWAN mimarisi, sensörlere sahip uç cihazları/düğümleri içerir, ağ geçitleri, ağ sunucusu, ve uygulama sunucusu.
Uç noktalar, LoRa bağlantıları üzerinden, binalar gibi dış mekanlarda konuşlandırılan ağ geçitlerine bağlanır, kuleler, vesaire. Ağ geçitleri arayüzü WiFi gibi ana taşıyıcı bağlantısı, Ethernet veya Hücresel. 0,3 kbps ila 50 kbps arasında uyum sağlayan veri hızlarıyla kilometrelerce uzun menzili kapsayabilirler.
Ağ geçitleri potansiyel olarak milyonlarca cihazdan gelen mesajları merkezi bir ağ sunucusuna iletir. Güvenlik gibi temel işlevleri yönetir, adresleme, cihaz profilleri, tüzük, veri hızı uyarlaması vb.. Ayrıca mesajların kopyalarını kaldırır ve uygulamalar ile cihazlar arasında onaylanmış teslimatı kontrol eder.
Ağ sunucusu, verileri IP bağlantıları aracılığıyla bir uygulama sunucusuna aktarır. Burası IoT uygulamasının ve iş mantığının bulunduğu yerdir, sensör verilerinin kodunu çözmek ve bunları kontrol panellerine bağlamak için, analitik, bulut hizmetleri vb..
LoRaWAN cihaz sınıfları A, B, & C
LoRaWAN, geniş bir uygulama yelpazesinde ortaya çıkan farklı ihtiyaçları karşılamak için üç farklı tipte uç cihaz içerir:
A sınıfı: En düşük güç, ve çift yönlü uç cihaz
Bu, uç noktaların herhangi bir zamanda yukarı bağlantı göndermesine olanak tanıyan varsayılan sınıftır, ardından iki kısa aşağı bağlantı alma penceresi gelir. Yukarı bağlantı iletişimi eşzamansız olduğundan ve aşağı bağlantı, yukarı bağlantı zamanlamasını takip ettiğinden, cihazlar pil ömrünü en üst düzeye çıkarmak için uyuyabilir. Downlink mesajları sunucuda ara belleğe alınır.
B Sınıfı: Belirleyici aşağı bağlantı gecikmesine sahip çift yönlü bir terminal cihazı
B Sınıfı cihazlar, ağ ile senkronize olarak planlanmış aralıklarla ek alma pencereleri açar. Bu, daha yüksek güç tüketimi pahasına daha düşük aşağı bağlantı gecikmesine olanak tanır. Deterministik gecikme programlanabilir 128 saniye pille çalışmaya uygun hale getirir.
C sınıfı: Minimum gecikme, çift yönlü terminal ekipmanı
A Sınıfı Üzerine Bina, C Sınıfı, iletim olmadığı sürece alıcıyı sürekli açık tutar. Bu, sunucunun herhangi bir zamanda neredeyse sıfır gecikmeyle aşağı bağlantı kurmasına olanak tanır. Yine de, sürekli dinleme 50mW'ın üzerinde enerji tüketebilir, bu nedenle C Sınıfı elektrikle çalışan uygulamalara uygundur. Geçici anahtarlama mümkündür.
LoRaWAN ile Karşılaştırması. diğer LPWAN teknolojileri
LPWAN alanı, IoT bağlantı pazarının hızla büyüyen bir parçası, SigFox'u içerir, LoRaWAN, NB-IoT, LTE-M, Bağlantı Laboratuvarları, ve Ağırlıksız. LTE-CAT M gibi diğer protokoller, IEEE P802.11AH, ve Dash7 ayrıca LPWAN ekosisteminde hayati roller oynuyor. Bu bölümde, esas olarak bahsedilen önceki teknolojilere dalacağız.
- LoRaWAN
LoRaWAN, LoRa Alliance tarafından yönetilmektedir, çeşitli endüstri ittifaklarının desteğiyle açık standart ağ katmanıyla karakterize edilir. LoRa çipinde çalışma, kodlanmış paketlerin verimli dağıtımı sayesinde yalnızca yukarı bağlantı uygulamalarında üstündür, çarpışmayı ve girişimi azaltmak. Açık standart olmasına rağmen, LoRaWAN'ın tam yığın uygulaması için Semtech çiplerine bağımlılığı bir ayrıcalık katmanı ekliyor.
- Sigfox
tilki, kurulmuş bir Fransız şirketi 2009, Yavaş modülasyon hızları sayesinde elde edilen genişletilmiş menzil ile kendini farklılaştırıyor. Tescilli bir teknoloji olarak, SigFox, seyrek ve küçük veri patlamaları gerektiren uygulamalar için iyi bir seçimdir, akıllı çöp kutuları ve park sensörleri gibi. Yine de, Aşağı bağlantı kapasitesindeki sınırlamalar ve sinyal girişimine duyarlılık, belirli kullanım durumları için zorluklar yaratır.
- NB-IoT ve LTE-M
NB-IoT ve LTE-M, LPWAN alanında ortaya çıkıyor, standart LTE bağlantısından yararlanma. NB-IoT, enerji verimliliği ve maliyet etkinliğinde öne çıkıyor, akıllı şehir uygulamaları için ideal hale getiriyor, LTE-M daha yüksek bir veri hızı sunarken. İkisi arasında seçim yapmak belirli uygulamalara bağlıdır; NB-IoT akıllı sayaçlar için çok uygundur, LTE-M ise drone veya araçlar için daha avantajlı olabilir.
- Bağlantı Laboratuvarları
Link Labs, LoRa çipini kullanıyor ancak Symphony Link adı verilen özel bir MAC katmanı sunuyor. Symphony Link, LoRaWAN üzerinden bazı önemli bağlantı özellikleri ekler, garantili kablosuz ürün yazılımı yükseltmeleri dahil, mesaj alımı, tekrarlayıcı yetenekleri, ve dinamik aralığın ve görev döngüsü sınırlarının kaldırılması.
- Ağırlıksız
Weightless SIG'nin misyonu LPWAN teknolojisini standartlaştırmaktır. Gerçek anlamda açık olan tek standart olarak, Weightless, 1 GHz'in altındaki lisanssız bir spektrumda çalışıyor. 3 Weightless versiyonları farklı amaçlar için kullanılabilir:
Ağırlıksız-w: Boşluklardan yararlanın (lisanslı televizyon bandında kullanılmayan yerel spektrum)
Ağırlıksız-n: NWave teknolojisinden türetilen lisanssız bir spektrum dar bant protokolü
Ağırlıksız-p: M2COMM'un Platanus teknolojisinden türetilen iki yönlü protokol
Ağırlıksız N ve P daha popüler seçimlerdir çünkü Ağırlıksız W'nin pil ömrü daha kısadır.
LoRaWAN teknolojisinin avantajları
LoRaWAN teknolojisinin sunduğu öne çıkan avantajlardan bazıları şunlardır::
- Ultra düşük güç: LoRaWAN cihazları düşük güç modunda çalışabilir ve pili birkaç yıl dayanabilir.
- Olağanüstü aralık: Uzun menzilli kapsama alanı 10 kilometrelerce kırsal alanda ve 1-3 kentsel ortamlarda kilometrelerce
- Kapalı derin penetrasyon: LoRaWAN ağları iç mekanda derin kapsama alanı sunabilir, ve çok katlı binaları kolayca kaplayın.
- Ücretsiz Spectrum lisanslaması: LoRaWAN Teknolojisi ücretsiz olarak çalışıyor (ruhsatsız) frekanslar, ek spektrum lisanslama ücreti olmadan.
- Yüksek kapasiteli: Ağ geçidi kapsamı başına bir milyondan fazla cihazı destekleyecek ağ kapasitesi.
- Genel ve özel dağıtım: Aynı yazılım ve donanımla hem özel hem de genel LoRaWAN ağlarını dağıtmak kolaydır (uç cihazlar, ağ geçitleri, antenler).
- Uçtan uca güvenlik: Güçlü 128 Sağlam güvenlik için uçtan uca bit AES şifreleme.
- Düşük maliyetli: Cihazlar ve operasyonlar için çok düşük maliyet, onu büyük cihaz dağıtımları için ideal kılıyor
- Ekosistem: LoRaWAN çok geniş bir cihaz üreticisi ekosistemine sahiptir, uygulama geliştiricileri, ağ servis sağlayıcıları, ve çözüm satıcıları.
LoRaWAN teknolojisinin kullanım örnekleri
İşte LoRaWAN için mükemmel, gelecek vaat eden bazı kullanım senaryosu kategorileri::
Akıllı Şehirler & Araçlar
Şehirler sayaçlar gibi sivil altyapıları verimli bir şekilde bağlayabilir, çöp kutuları, sokak ışıkları, kirlilik monitörleri. Araç ve otobüs takibi bile akıllı ulaşımı mümkün kılıyor. Kamu hizmetleri şirketleri için, geniş ölçekte akıllı ölçüm son derece uygulanabilir bir gaz yayılımıdır, elektrik ve su sayaçları.
Tedarik zinciri & Lojistik
Lojistik firmaları konum takibi yapabilecek, Konteynerlerin durumu ve hareketi, birden fazla depoda ve transit halindeki paletler. Soğuk zincir bozulabilir malların bütünlüğünü sağlayabilir. Liman operasyonları vinçleri takip edebilir, Araçlar, Kargo vb..
Akıllı Tarım & Çiftçilik
LoRaWAN sensörleri çiftliklerde çoğalabilir, Toprak nemini izleyen meyve bahçeleri ve üzüm bağları, mahsul ortamı, Pil sensörleri aracılığıyla yıl boyunca saklama koşulları. Hayvan sağlığı ve konum giyilebilir cihazları da ortaya çıkıyor.
Varlık Yönetimi & izleme
Ekipman gibi değerli varlıklar, cihazlar sıcaklık gibi parametreler açısından konumlar arasında izlenebilir, şoklar, hareket vb.. güvenliği artırmak, kullanım ve ömür. LoRaWAN etiketli paletler, Kutular depoları düzene sokar.
Endüstriyel IoT & Sensör İzleme
Fabrikalar güvenilir dağıtım yapabilir, Varlıkları izlemek için uzun menzilli sensörler, kablolar veya pil değişiklikleri hariç, katlar arasında güvenlik ölçümleri ve ürün kalitesi göstergeleri. Boru hatları gibi uzak siteler bile, teçhizatlar vb. ölçülebilir.
Akıllı Sağlık & Tıbbi
Hastaneler, daha iyi takip ve kullanım için LoRaWAN kullanarak tıbbi cihazları ve tekerlekli sandalye gibi varlıkları verimli bir şekilde bağlayabilir. Hastanede kalma sırasında hasta bileklikleri hareketi izleyerek iş akışlarına fayda sağlar. Destekli yaşam tesisleri ayrıca güvenliği artıran konum ve düşme algılama özelliklerinden de yararlanır.
Uygulamanız için MOKOSmart LoRaWAN sensörleri
MOKOSmart, birçok uzun menzilli düşük güçlü IoT uygulaması için mükemmel olan çeşitli LoRaWAN özellikli sensörler sunar. Yararlı olabilecek MOKOSmart LoRaWAN sensörlerinden bazıları şunlardır::
LoRaWAN PIR Hareket Sensörü: Hareketi algılar ve doluluk izleme için kullanılabilir, davetsiz misafir uyarıları, otomasyon tetikleyicileri, ve dahası.
LoRaWAN GPS İzleyici: Varlıkların gerçek zamanlı konumunu takip eder ve ayrıca sıcaklığı ve hareketi de izleyebilir. Filo yönetimi için kullanışlıdır, varlık takibi, ve hırsızlığın önlenmesi.
LoRaWAN Sıcaklık Nem Sensörü: Ortam sıcaklığını ve nem seviyelerini izler. Soğuk zincir lojistiği için harika, HVAC izleme, depolama birimi takibi, ve çevre analitiği.
LoRaWAN Panik Butonu: Personeli sorunlar hakkında bilgilendirebilen veya basıldığında acil durum müdahale sistemlerini etkinleştirebilen bir acil durum uyarı düğmesi.
LoRaWAN Park Sensörü: Park alanındaki araç varlığını algılar. Akıllı park uygulamalarına ve analitiğine olanak sağlar.
LoRaWAN Akıllı Rozet: Personelin gerçek zamanlı konumunu izler ve aynı zamanda uyarı göndermek için panik butonu görevi de görebilir. İşgücü yönetimi için harika, giriş kontrolu, ve güvenlik uygulamaları.
LoRaWAN teknolojisine nasıl başlanır?
Dağıtmak için LoRaWAN çözümleri Konsept kanıtından büyük ölçekli sunumlara kadar, ana adımlar genellikle şunları içerir:
- LoRaWAN'ın güvenilirliği karşılayıp karşılamadığını araştırın, menzil ve pil ömrü
- Genel ağlar aracılığıyla kapsama seçeneklerini anlayın, topluluk ağları veya özel dağıtımlar
- LoRa modülleri ve LoRaWAN sensörleri gibi donanımları seçin
- Yerel ağ servis sağlayıcısının kullanılabilirliğini kontrol edin veya kendi ağ geçitlerini dağıtın
- Uç cihaz donanımını ağ geçitleri aracılığıyla bir LoRaWAN ağ sunucusuna bağlayın
- Bulut hizmetleriyle cihaz uygulaması ve IoT uygulaması entegrasyonunu geliştirin
- Beklenen dağıtım koşullarında kapsamı ve sensör performansını test edin
LoRaWAN kapsama alanı ve cihaz seçenekleri hızla genişliyor, şimdi kendi yenilikçi LoRaWAN kullanım senaryolarınızı keşfetmenin tam zamanı.
