LoRaWAN: 最有趣的物联网技术对市场!

LoRaWAN: 最有趣的物联网技术对市场

如果您正在使用的网络设备合作, 你可能在某个时候听到LoRaWAN的. 它是一个长程网络协议. 它使事物联网与互联网,具有能耗低,即使在较长的范围. 这解决的是物联网中的应用程序所面临到现在的一个大问题. 凭借高达的电池寿命五年,维护成本低的传感器网络, 该LoRaWAN可用于各种各样的新应用.

这给你一个什么样的LoRaWAN可以做一个简要概述. 在这篇文章中, 我们来看看架构, 核心技术的主要特点, 并在使用它的最新使用情况.

什么是LoRaWAN技术?

关于这项技术的最大好处是,它是基于一个开放的标准. 它使用了一个未许可频谱作为ISM频带的一部分 (“产业, 科学, 与医疗”, 德语: 行业, 科学与医学). 在欧洲, 该LoRaWAN使用 868 MHz频率范围内, 而在美国 915 MHz频段被释放. 通过使用非许可频谱, 这是很容易设置和使用自己的网络. 许多电信运营商已经在使用LoRaWAN并提供技术作为在许多国家他们的服务产品的一部分,全球. 康卡斯特, KPN, 橙子, SK电信和其他许多供应商在他们的市场正在积极实施大规模推出. 因为它与不同运营商的网络兼容,这使得LoRaWAN作为一个技术更有趣 – 大和小.

该LoRaWAN标准由LORA联盟监测, 这又包括超过 500 成员谁支持他们的组件的协议,将众多, 制品, 与LoRaWAN服务. 这些公司包括如 MOKOSMART, 臂, 思科, 微芯片, 和ST.

从什么区别LoRaWAN LORA?

让我们先从LORA的定义 – 究竟是什么,以及如何从LoRaWAN它不同? 洛拉是一种无线技术类似于更常见的技术,如Wi-Fi或无线局域网, 蓝牙, LTE, 和Zigbee. 然而, 技术往往不能满足所有需要,, 这意味着用户必须接受妥协. LORA满足低成本的需求, 可随远距离传输数据电池操作的装置. 然而, LORA不是数据在大带宽传输的解决方案. 洛拉是一种技术,将数据转换将要发送的电磁波. 这种技术也被称为啁啾扩频,它在军事和航天通信已使用了几十年. 这是由于长期通信范围和低易受干扰.

LoRaWAN, 另一方面, 是高性能LORA的网络的MAC协议基于节点物联网上, 其中包括长范围和低能源需求. 它使用上述劳拉的优点和优化电池寿命和服务质量为洛拉节点. 该协议是完全的双向, 这确保可靠的消息传输 (确认). 端至端提供安全和数据保护的目的加密, 过度的空气和尾注组播功能的登记. 该标准还保证了与世界各地的LoRaWAN网络的兼容性.

LoRaWAN架构主要包括四个要素:

•终端节点

•网关 (基站/路由器)

•网络服务器

•应用程序服务器

结束节点

端节点是被装备有传感器功能的物理硬件设备, 一定量的计算能力和用于数据转换为无线电信号的无线电模块. 这些终端设备可以将数据发送到网关和也将收到该. 即使是一个小电池, 他们可以持续数年,如果他们进入深度睡眠模式,以优化能耗.

当一个设备将消息发送到所述网关, 这被称为一个 “上行”. 终端从网关接收答案被称为 “下行”. 以这个为基础, 要区分三种类型的终端设备之间进行:

•A级

•B级

•C类

A类设备具有最低的能量消耗比其它两个类. 然而, 这些只能接收下行,如果他们发送的上行. A类设备适合于在基于时间的间隔的数据的传输 (e.g. 一切 15 分钟) 或设备,基于事件的发送数据 (e.g. 如果温度上升超过 21 度或低于 19 度).

B类端节点允许更多消息时隙用于下行链路比A类. 这减少了消息等待时间,但也少节能.

最后, C类具有当设备发送的上行链路消息的持续接收窗口,其仅关闭. 因此, 这是最节能的变体, 这通常需要一个恒定的电流源进行操作.

网关

网关也被称为调制解调器或接入点. 网关是还从终端设备接收的所有消息LoRaWAN一个硬件设备. 这些消息然后被转换成一组位,可以比传统的IP网络被发送. 网关连接到发送的所有邮件的网络服务器.

网关是透明的并且具有有限的计算功率. 更复杂的任务在网络服务器进行. 根据使用情况和类型, 网关是两个版本:

网关在室内使用, e.g. MKGW2-LW, MOKOSMART.

网络服务器

所有的网关信息被转发到网络服务器. 这是更复杂的数据处理过程发生. 网络服务器负责:

1. 路由/转发消息给合适的应用;

2. 对于下行链路消息的最佳网关的选择. 这个决定通常是一个链接质量指标的基础上作出的, 而这又是经由RSSI计算 (接收信号强度指示) 和SNR (信噪比) of packets that were previously received;

3. 通过多个网关收到时删除重复的邮件;

4. 解密从端节点和加密消息发送的消息发回给节点;

5. 网关通常连接到网络服务器上加密的互联网协议 (IP) 链接. 网络通常包括能够使网络提供商来管理网关对网关的调试和监控界面, 补救故障, 监控报警, 等等. …

应用服务器

应用服务器是物联网应用程序所在 – 这是用于使用终端装置捕获的数据是特别有用的. 绝大多数情况下, 应用服务器通过私有云或公共云上运行, 其被连接到所述LoRaWAN网络服务器和把手特定应用的处理. 与应用服务器的接口由网络服务器来控制.

•LoRaWAN功能

•双向通信

根据设置的终端可以将数据发送到网关和也将收到该. 这些设置也可以在应用程序中调用.

本土化

LoRaWAN的一个有趣的功能是无需GPS定位. 这是跟踪系统和传感器是特别有用的,因为它是电池效率,并且可以比传统方法更廉价地保持.

可扩展性

LoRaWAN设计用于在数千台设备的联网与网关的管理数量大物联网的部署. 这些网关能监视多个信道,并在同一时间处理多个消息.

LoRaWAN的另一个重要特性是与数据可被发送的速度. 有迹象表明,可用于传输不同的数据速率. 这些也被称为扩频因子 (SF). 较慢的传输使得更长的和更可靠的范围.

例如, 想象一下你说话的人谁是非常接近你. 您可以在此情况说得很快,你的对手明白你说的一切. 当你说话的人谁是远离你, 你说话要慢得多理解. 这一原则也适用于LoRaWAN协议.

自适应数据速率

随着LoRaWAN, 网络还可以自动在该设备发送其数据优化速度. 该功能被称为自适应数据速率 (或ADR) 并且是特别重要的,以增加LoRaWAN网络的容量. ADR使我们能够很容易地通过添加另一个网关扩展网络. 因为这个网关, 许多终端设备现在自动调整其扩频因子. 结果是, 单个设备是短 “在空气”, 这意味着对网络容量更.

自适应数据速率 (缩写: ADR) 是根据下面的规则来调整数据速率的简单机构:

如果无线电信号强度 (也被称为 “链路预算”) 高, 数据速率可以增加;

如果链路预算较低, 数据速率可以减少.

安全

对于每LPWAN使用全面的安全解决方案是非常重要的. LoRaWAN使用两种级别的安全: 一个是网络,一个用于应用程序. 网络安全性确保的终端设备的真实性的网络中, 而应用水平确保了网络运营商不具有访问最终用户的应用程序数据. AES加密用于密钥交换.

网络层负责识别节点. 它会检查邮件是否真的来自一个特定设备和也被认为完整性检查. 它也可以加密MAC命令.

应用级用于有效载荷的解密和加密.

这两个键与加密 128 在ECB模式位AES.

使用案例和应用领域

LoRaWAN已经找到了它在市场上发生在应用方面和应用领域. 由于其独特的性能, LoRaWAN最适合这样的场景:

1. 用上电 (电力) 被限制或约束;

2. 该位置是物理上难以接近或非常遥远;

3. 端装置的数目显著更高相比传统的移动电话的连接;

4. 终端设备不必连续发送邮件.