La mayoría de las cosas conectadas solo envían lecturas pequeñas de vez en cuando, algunos bytes, Tal vez unos pocos kilobytes al día. Cuando el alcance y la duración de la batería importan más que la velocidad bruta, LPWAN se adapta mejor que Wifi o celular. lora y LoRaWAN siéntate justo en ese punto dulce: largo alcance, baja potencia, tasas de datos modestas, infraestructura simple.
Este blog cubre cómo trabajan juntos Lora y Lorawan, que Sensor LoRa es, y su beneficios y aplicaciones.
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LoRa es el lado de la radio. Utiliza Chirp Spread Spectrum para intercambiar velocidad de datos por sensibilidad. Gire la perilla hacia la sensibilidad y escuchará señales más débiles a mayor alcance., pero envías más lento.
LoRaWAN se encuentra por encima de eso. Es la capa de red o MAC la que define cómo los dispositivos finales se unen a la red., cifrar el tráfico, y hablar con puertas de enlace y un servidor de red. La topología es estrella de estrellas.. Los dispositivos envían enlaces ascendentes que pueden ser escuchados por varias puertas de enlace a la vez, puertas de enlace reenvían al servidor, el servidor deduplica, controles de seguridad, y rutas a la aplicación. El servidor también programa enlaces descendentes cuando está permitido.. Lorawan define tres clases de dispositivos que equilibran la potencia y la latencia. Aprenda más sobre el Clases de Lorawan.
Qué is a lohRa sminortesohr?
Es un dispositivo final. Recopila datos, duernos, se despierta para enviar, Duerme de nuevo. Medidas comunes: temperatura y humedad, Co₂ o VOC, Fugas de agua en un punto o a lo largo de un cable, estado de puerta o ventana, movimiento, ocupación, ruido, luz. Algunos sensores de Lora también generan salidas locales sudoh as un relé, un timbre, un LED, Para control o alertas simples.
Características clave de Lora
Especificación
Lora cubre la capa de radio. Lorawan define cómo se unen los dispositivos, autenticar, e intercambiar mensajes con puertas de enlace y un servidor de red. Lora Alliance mantiene la especificación abierta y empuja la interoperabilidad para que los diferentes proveedores puedan trabajar en las mismas redes.
Modulación
Lora usa un truco de radio llamado Chirp Spread Spectrum. Un chirp es un tono que se extiende a través de las frecuencias de una manera muy controlada. El receptor conoce el patrón de barrido., para que pueda captar la señal incluso cuando esté cerca del nivel de ruido.
Los dispositivos eligen un factor de dispersión, escrito como SF7 a SF12. Piensa en ello como cuánto estiras cada chirrido en el tiempo.. Un SF más grande estira los símbolos por más tiempo, lo que reduce la velocidad de datos pero hace que las señales débiles sean más fáciles de decodificar. Un SF más pequeño envía más rápido pero necesita un enlace más limpio. Este es el equilibrio central entre alcance y velocidad..
Rango
El alcance de un sensor LoRa no es un número fijo. Depende de la calidad de la antena., obstáculos, ruido de fondo, ancho de banda elegido, y el factor de dispersión. Al aire libre con caminos despejados., Los enlaces pueden alcanzar muchos kilómetros.. Dentro de los edificios, esperar cientos de metros.
Bandas de frecuencia
A Sensor LoRa opera en bandas ISM sin licencia que difieren según la región. Los ejemplos comunes están alrededor 868 megahercios en gran parte de Europa y 915 megahercios en los Estados Unidos. Se aplican límites de ciclo de trabajo local o tiempo de permanencia, Por lo tanto, la frecuencia con la que un dispositivo puede hablar está determinada por la normativa y también por sus propias elecciones de diseño..
Normalización
Lora cubre la capa de radio. Lorawan define cómo se unen los dispositivos, autenticar, e intercambiar mensajes con puertas de enlace y un servidor de red. La especificación es mantenida por LoRa Alliance., que ayuda a que dispositivos de diferentes proveedores trabajen juntos en redes públicas o privadas.
Capa física
La capa física vive en el chip de radio del dispositivo.. Se controla thmi Detalles del aire como frecuencia., modulación, sincronización del símbolo, y señalización. En este nivel el enlace es simple., el sensor LoRa habla por aire con una puerta de enlace, y la puerta de enlace transmite los datos al servidor de red y a las aplicaciones..
Beneficios de los sensores LoRa
Inalámbrico & conexión de largo alcance
Sensores LoRaWAN llegar lejos mientras bebes energía. Un nodo duerme a menudo, se despierta para enviar un paquete corto, luego descansa de nuevo, hacer que la duración de la batería de varios años sea realista en muchas implementaciones.
Mejor seguridad
La seguridad es parte de la pila. LoRaWAN utiliza cifrado AES y verificaciones de mensajes para que los datos viajen desde el dispositivo al servidor de red con integridad., si el tráfico cruza infraestructura pública o privada.
Costos mas bajos
Los costos de conectividad siguen siendo modestos. El espectro sin licencia y los portales simples reducen las tarifas y aumentan el esfuerzo, aunque el costo total aún depende de la escala, servicio de campo, y con qué frecuencia los dispositivos se comunican.
Resiliencia a la interferencia
Los enlaces siguen siendo utilizables en bandas ruidosas. El espectro ensanchado de chirrido con corrección de errores directa permite a los receptores decodificar señales más débiles, ayudar a que las cargas pequeñas lleguen de manera confiable cuando las paredes o el espectro abarrotado generan ruido.
Múltiples aplicaciones
Edificios, utilidades, agricultura, logística, monitoreo industrial, cadena de frio sanitaria, y beneficio de ubicación de activos cuando datos pequeños deben viajar lejos con bajo mantenimiento en implementaciones reales en sitios y rutas largas.
El aplicaciones de sensores LoRa
| Aplicaciones | Tipo de sensores LoRa |
|---|---|
| Ciudades inteligentes | Sensores de calidad del aire para CO₂, PM, COV Sensores de ruido y luz para zonas de calles. Sensores de ocupación para plaza de aparcamiento Sensores de fuga de agua Sensores de nivel de contenedores de basura Sensores de conteo de personas Botones inteligentes para informes o llamadas de servicio |
| Cuidado de la salud | Sensores de temperatura y humedad Sensores de calidad del aire Sensores de puerta Sensores de fuga de agua Botones inteligentes |
| Agricultura | Sensores de humedad del suelo Sensores de temperatura del suelo Sensores de nivel de agua Sensores de luz Sensores de nivel de tanque |
| Logística & Cadena de frío | Registradores de temperatura y humedad Sensores de impacto e inclinación Sensores de puerta abierta Botones inteligentes |
¿Cómo envía y recibe datos el sensor LoRa?
Dispositivo final
Un sensor LoRa muestrea una o más señales, construye una pequeña carga útil, luego activa la radio para transmitir. La mayor parte del tiempo permanece dormido para ahorrar energía..
Enlace ascendente a puertas de enlace
El sensor envía un marco Lora en su banda regional. Varias puertas de enlace cercanas pueden escuchar el mismo paquete a la vez y reenviarlo a través de IP al servidor de red.
Servidor de red
El servidor elimina los duplicados, Verifica la integridad de los mensajes, descifra la carga útil, y aplica las reglas del dispositivo. Los datos válidos se enrutan a la aplicación de almacenamiento, alertas, o paneles.
Acciones de aplicación
Las aplicaciones consumen los datos y pueden solicitar cambios tales como nuevos intervalos de informe o una alternancia de relé. Estas solicitudes se convierten en mensajes de enlace descendente.
Enlace descendente a dispositivos
Los horarios del servidor enlaces descendentes para una ventana de recepción. Clase A escucha brevemente después de un enlace ascendente, Clase B en intervalos de tiempo acordados, Clase C casi continuamente. Se aplican los límites de tiempo de trabajo regional o tiempo de permanencia.
Conclusión
Lorawan encaja bien cuando tus dispositivos hablan raramente, necesito durar años, y debe atravesar edificios, campos, o manzanas de la ciudad. No se trata de velocidad. Se trata de pequeños mensajes confiables a larga distancia con bajo mantenimiento.. Obtenga lo básico correctamente, SF y tiempo aire, altura y recuento de la puerta de enlace, tamaño de carga útil, matemáticas de la batería, y operaciones simples, y la red escala limpiamente.
Si ya está evaluando hardware para dichas implementaciones, minas construye sensores y puertas de enlace con capacidad LoRaWAN que siguen los mismos principios descritos aquí.
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