Perkenalan
Saat industri mencari solusi ekonomis dengan jangkauan panjang dan dukungan perangkat, konektivitas yang memenuhi kondisi tersebut sudah menjadi suatu kebutuhan. Tuntutan tersebut menyebabkan munculnya LPWAN (Jaringan Area Luas Berdaya Rendah) dan teknologi LoRaWAN. LoRaWAN adalah jaringan area luas berdaya rendah (LPWAN) Protokol yang bertujuan memungkinkan perangkat untuk menghubungkan secara nirkabel pada jarak yang sangat jauh ke internet. Karakteristik utamanya - cakupan jarak jauh dan penggunaan daya minimal - sangat cocok dengan persyaratan komunikasi nirkabel Perangkat IoT yang pada dasarnya dioperasikan dengan baterai.
Apa itu LoRaWAN?
Lorawan adalah jenis teknologi komunikasi nirkabel yang berada di bawah payung LPWAN (Jaringan Area Lebar Daya Rendah). Ini berarti dirancang untuk menggunakan daya minimal sambil memungkinkan transmisi jarak jauh, membuatnya ideal untuk aplikasi IoT skala besar. Intinya, Lorawan menggunakan teknologi modulasi lora, yang merupakan cara khusus untuk mengimplementasikan LPWAN.
LoRa, pada intinya, adalah teknik modulasi di lapisan fisik yang menggunakan spektrum spread kicauan (CSS) Teknologi untuk menyandikan informasi. Itu menentukan berbagai pengaturan komunikasi, termasuk bandwidth, frekuensi transmisi, tingkat pengkodean, dan faktor penyebaran. Membangun di Lora, Teknologi Lorawan mendefinisikan protokol untuk komunikasi antara perangkat node akhir IoT dan jaringan gateway, Membantu menghubungkan perangkat dengan mulus ke internet.
Kelas Lorawan
Kelas A
Kelas A beroperasi sebagai sistem asinkron di mana node akhir dapat menyiarkan pesan ke gateway kapan pun diperlukan dan kemudian memasukkan keadaan tidak aktif sampai transmisi berikutnya. Pengaturan ini secara efisien menggunakan slot waktu dalam sistem multi-channel
Kelas B.
Metode untuk mengirim pesan ke node bertenaga baterai, di mana gerbang memancarkan suar setiap 128 detik. Beacon ini memungkinkan semua stasiun pangkalan Lorawan untuk menyinkronkan waktu mereka menggunakan sinyal satelit GPS.
Kelas C.
Memungkinkan node untuk terus mendengarkan dan mengirimkan pesan downlink kapan saja. Kelas ini biasanya digunakan dalam aplikasi bertenaga AC karena menuntut energi yang cukup besar untuk menjaga simpul tetap aktif dan penerima selalu beroperasi.
Bagaimana Lorawan bekerja
Lora Modulasi mengkodekan data ke dalam sinyal nirkabel menggunakan teknik yang disebut spread spektrum Chirp. Dengan meningkatkan laju modulasi frekuensi linier, Sinyal menyebar di berbagai rentang frekuensi, memungkinkannya menempuh jarak yang lebih jauh tanpa banyak gangguan. Lora menggunakan modulasi spread-spektrum eksklusif berdasarkan teknologi Chirp ini. Misalnya, perangkat yang dekat dengan gateway menggunakan faktor penyebaran yang lebih rendah untuk mengirimkan data dengan cepat karena kedekatannya, sedangkan perangkat lebih jauh menggunakan faktor penyebaran yang lebih tinggi untuk memperluas rentang sinyal, Meskipun ini memperlambat kecepatan transmisi.
Perangkat IoT (seperti sensor) di jaringan Lorawan mengumpulkan data secara berkala atau sesuai permintaan. Perangkat ini menggunakan modul lora bawaan dan teknologi modulasi LORA untuk secara nirkabel mengirimkan data yang dikumpulkan ke gateway Lorawan di dekatnya, yang kemudian mengunggah data ke server jaringan Lorawan. Setelah deduplikasi dan verifikasi data, dan pemrosesan fungsi seperti verifikasi akses jaringan perangkat dan otentikasi identitas, Data akan diteruskan ke server aplikasi, yang biasanya merupakan sistem yang disesuaikan pengguna, untuk memfasilitasi analisis dan penyimpanan data yang diterima, dan membuat pemrosesan yang sesuai seperti memulai alarm dan menghasilkan laporan.
Fitur Utama dan Manfaat Lorawan
Jarak jauh dan Cakupan:
Teknologi Modulasi Lora Di Bawah Lorawan Memungkinkan Kisaran Transmisi Beberapa Kilometer, hingga puluhan kilometer. Dalam kebanyakan kasus, Lorawan mencapai 2-5 Kisaran km di kota tetapi di daerah pedesaan terbuka itu bisa melampaui 15 km.
Konsumsi Daya Rendah:
Menggunakan sistem Lorawan disertai dengan konsumsi energi yang rendah, Oleh karena itu membuat sistem ini lebih disukai untuk perangkat rendah atau perangkat bertenaga baterai. Ini menyiratkan bahwa perangkat ini tidak memerlukan baterai pengganti setelah setiap beberapa bulan selama bertahun -tahun, Fitur yang penting untuk sensor pemantauan jarak jauh dan pelacak aset yang terletak di area yang sulit diakses.
Skalabilitas:
Gateway Lorawan tunggal mampu menangani ribuan perangkat secara bersamaan, dengan demikian mendukung koneksi besar. Dengan menggunakan kecepatan data adaptif (ADR) fungsi, Jaringan Lorawan juga dikenal sebagai manajemen sumber daya jaringan luas yang rendah ditujukan untuk komunikasi antar perangkat dengan cara yang lebih efisien.
Perangkat keras efisiensi biaya:
Memulai jaringan Lorawan adalah biaya rendah karena tidak memerlukan banyak fasilitas. Infrastruktur open source dan sumber daya perangkat lunak membuatnya lebih ekomonis untuk diadopsi.
Konektivitas Global:
Lorawan terbuka untuk setiap pengguna sebagaimana dinyatakan oleh Aliansi Lorawan. Perangkat dan jaringan dapat beroperasi secara harmonis tanpa kebutuhan untuk penyedia umum, dengan demikian menawarkan integrasi merek lintas merek dan silang yang lebih baik, dan lebih banyak kemungkinan dalam menerapkannya.
Kasus Penggunaan Umum Lorawan
1. Kota Cerdas
Teknologi Lorawan dapat membantu menghubungkan perangkat IoT yang berbeda, sensor, meter pintar dan perangkat lain yang ada di kota -kota pintar dengan menyediakan jaringan area yang luas. Perangkat dan jaringan IoT dapat dimasukkan ke dalam infrastruktur kota yang ada dengan cara yang memfasilitasi otomatisasi proses dan pengawasan dan kontrol sistem yang pada gilirannya mengarah pada penurunan biaya operasional. Berikut adalah beberapa ide yang dapat dieksekusi di kota -kota pintar:
- Pencahayaan Jalan Cerdas: Kontrol, Kelola dan pantau lampu jalan kota dari jaringan Lorawan yang luas dengan kemampuan untuk mengatur kecerahan berdasarkan arus lalu lintas dan pencahayaan eksternal untuk mengurangi biaya energi.
- Manajemen Parkir: Sensor Lorawan melacak hunian ruang parkir dan memberi tahu pengemudi ketersediaan ruang parkir, dengan demikian mengurangi masalah parkir dan arus lalu lintas.
- Pemantauan Kualitas Udara: Menggunakan sensor Lorawan untuk memantau konsentrasi berbagai polutan di atmosfer di seluruh kota dengan tujuan mengendalikan polusi.
2. Pertanian pintar dan alat modernnya
Operasi Pertanian Mengadaptasi Penggunaan Aplikasi Lorawan IoT dan Luar Ruang di bidang spesifik pertanian cerdas. Menggunakan Jaringan Lorawan, sensor yang berkomunikasi secara real time semua data yang melibatkan tanaman, peternakan, peralatan, lingkungan fisik dll, memungkinkan petani untuk membuat perubahan yang tepat dalam tingkat produksi dan dengan demikian meningkatkan kualitas produksi.
3. Internet Industri hal -hal
Teknologi Lorawan juga secara efektif dimasukkan dalam pengaturan operasional industri. Pemantauan Otomatis, keamanan, dan manajemen aset memungkinkan tanggapan yang lebih cepat dari operator. Logistik dan arena pergudangan pintar misalnya, Jaringan Lorawan lebih baik dari sebelumnya dalam memberikan cakupan yang lebih luas dan koneksi yang lebih sedikit mengganggu.
4. Utilitas dan pengukuran cerdas
Meter pintar (untuk listrik, air, dll.) Aktifkan pemantauan jarak jauh dan real-time, mengurangi kesalahan dan meningkatkan efisiensi.
5. Perawatan kesehatan dan barang yang dapat dikenakan
Lorawan yang dapat dikenakan oleh Lorawan dirancang untuk memantau pasien di rumah sakit secara terus menerus dan andal di rumah sakit, Warga Perawatan Lansia, atau siapa pun yang membutuhkan pemantauan tanda-tanda vital secara real-time.
Arsitektur Jaringan Lorawan
1. Jaringan Lorawan Publik dan Pribadi
Jaringan Lorawan Publik adalah jaringan Lorawan yang dimiliki oleh pihak ketiga, sebagian besar operator telekomunikasi atau penyedia layanan jaringan, yang mengeluarkan biaya dari pengguna yang menghubungkan perangkat ke jaringan. Jaringan Lorawan pribadi adalah jaringan yang dibangun dan atau dioperasikan oleh seorang individu dan atau perusahaan, dikendalikan oleh mereka, dan seringkali terbatas secara geografis di daerah. Konektivitas semacam ini sering memiliki ketentuan keamanan data dan privasi yang lebih baik.
2. Model hibrida
Prinsip -prinsip lorawan pribadi dan publik dapat dipasang bersama sehingga kebutuhan pengguna akan kenyamanan dalam jaringan pribadi dan cakupan dipenuhi melalui jaringan publik tetapi lebih aman. Pengguna dapat memilih jaringan publik atau jaringan pribadi dan bahkan keduanya pada saat yang sama tergantung pada situasinya.
3. Penyebaran jaringan
Mengevaluasi cakupan area, Laju data yang dapat dicapai dan daya listrik yang dikeluarkan oleh jaringan Lorawan, pada ruang lingkup yang ditentukan oleh persyaratan proyek. Setelah menetapkan jumlah gateway yang dibutuhkan di dalam area cakupan dan situs penempatan, Bangun topologi jaringan (Biasanya topologi Star-of-Stars). Pilih dan pasang titik akses Lorawan yang sesuai dan perangkat lainnya. Setelah penyebaran perangkat keras selesai, Atur parameter gateway, Konfigurasikan server jaringan, dan mulai menguji dan verifikasi. Setelah penempatan proyek selesai, Lakukan pemantauan dan pemeliharaan peralatan secara teratur.
Fitur Keamanan Lorawan
Enkripsi ujung ke ujung
Enkripsi ujung ke ujung melindungi seluruh transmisi dari perangkat ke server aplikasi. Biasanya memiliki dua lapisan mekanisme enkripsi, Enkripsi lapisan jaringan Lorawan dan enkripsi lapisan aplikasi. Dua teknik enkripsi di atas menghasilkan dua tombol berbeda NWKSKEY dan APPSKEY. Ini berarti bahwa semua informasi akan dienkripsi saat ditransmisikan dari saat perangkat mengirimkan data sampai data mencapai server aplikasi. Karena itu, Bahkan jika penyedia layanan gateway atau jaringan menengah menerima paket data, Mereka tidak akan dapat melihat atau mengubah data.
Otentikasi perangkat
Lorawan memanfaatkan mekanisme otentikasi perangkat yang sangat ketat agar tidak mengizinkan perangkat yang tidak sah ke dalam jaringan. Bergabung dengan jaringan Lorawan memiliki dua pendekatan utama.
Otaa (Aktivasi over-the-air)
Opsi ini adalah yang paling aman dari semua serangan. Kapan pun, Perangkat terhubung ke jaringan Lorawan, pasangan kunci baru (Kunci Sesi Jaringan NWKSKEY dan Aplikasi Aplikasi Kunci AppsKey) diformulasikan. Kunci -kunci ini dibuat berdasarkan deveui perangkat dan appkey. Menggunakan OtaA, Setiap kali perangkat terhubung ke jaringan, Identitas perangkat diverifikasi, Dan dengan cara ini, Dikonfirmasi bahwa tidak ada perangkat nakal yang diizinkan di jaringan.
ABP (Aktivasi dengan personalisasi)
Dalam teknik ini, Kunci perangkat siap sebelum penyebaran perangkat. ABP tidak memerlukan kunci yang dihasilkan lagi tetapi tetap dan tidak dapat mengubah batasan keamanan yang ditawarkan membuatnya lebih rendah dari OTAA.
Tidak masalah apakah itu OtaA atau ABP, Mekanisme otentikasi perangkat Lorawan mencegah komunikasi yang tidak diinginkan ke dalam jaringan dari perangkat yang tidak otentikasi.
Manajemen kunci
Enkripsi digunakan dalam semua interaksi antara perangkat dan server dan proses enkripsi tersebut diimplementasikan menggunakan kunci yang berbeda. Terutama ada tiga fitur manajemen utama yang digunakan oleh Lorawan Network.
- Appkey digunakan dalam pembuatan kunci sesi dalam proses OTAA. Saat perangkat pengguna pertama kali bergabung dengan jaringan, Kunci ini membantu membuat kunci sesi jaringan dan kunci sesi aplikasi.
- NWKSKEY adalah kunci yang membantu mengenkripsi data komunikasi antara perangkat dan server jaringan.
- AppsKey adalah kunci yang mengenkripsi data aplikasi antara perangkat dan server aplikasi.
Perlu dicatat bahwa manajemen kunci di Lorawan harus mencapai persyaratan berikut:
- Keunikan: Setiap perangkat memiliki kunci sendiri yang tidak sama dengan perangkat lain sehingga komunikasi perangkat tidak akan terganggu oleh perangkat lain.
- Pembaruan kunci: Mekanisme OTAA membantu perangkat membuat kunci baru setiap kali mereka bergabung dengan jaringan baru dan ini meminimalkan risiko yang ditimbulkan oleh penggunaan kunci statis untuk waktu yang lama.
- Keamanan Penyimpanan Utama: Perangkat, gateway dan server harus melindungi kunci -kunci ini secara efektif karena penyerang mungkin ingin mendapatkan kunci -kunci ini untuk mendekripsi informasi yang sedang dikirim.
LoRaWAN vs. Protokol IoT lainnya
LoRaWAN vs. NB-IoT
Cakupan: Lorawan menawarkan jangkauan komunikasi yang diperluas, dengan demikian paling menguntungkan di daerah pedesaan atau pedesaan di mana jangkauannya bisa sampai 15 kilometer. Sebaliknya, NB-IOT memiliki jari-jari cakupan terbatas 10 kilometer tetapi lebih efektif di kota dan lingkungan dengan banyak struktur.
Konsumsi daya: Konsumsi daya Lorawan cukup rendah oleh karena itu baterai perangkat dapat bertahan selama beberapa tahun yang ideal untuk penempatan perangkat tersebut untuk waktu yang lama. NB-IOT juga secara signifikan hemat energi tetapi masa pakai baterainya lebih pendek karena jumlah data yang ditransmisikan.
Skenario Aplikasi: Karena rentang panjang dan transmisi data rendah, Lorawan sangat cocok dalam kasus penggunaan aplikasi seperti pertanian pintar, pemantauan lingkungan dan banyak lagi. Di sisi lain NB IoT lebih berlaku dalam kasus di mana volume data intensif dan penetrasi sinyal dalam seperti meter pintar dan solusi kota pintar.
LoRaWAN vs. Wi-Fi/Bluetooth
Jangkauan: Jarak komunikasi melalui Lorawan dapat mencapai beberapa kilometer sedangkan Wi-Fi dan Bluetooth berkisar antara beberapa meter hingga sekitar seratus meter paling banyak.
Daya tahan baterai: Karena daya transmisi yang rendah dan volume data yang sangat rendah yang ditransmisikan oleh Lorawan, Baterai perangkat yang berfungsi bisa cukup lama untuk menahan beberapa tahun penggunaan aktif. Sebaliknya, perangkat yang menggunakan teknologi Wi-Fi dan Bluetooth mencakup lebih banyak konsumsi daya dan dengan demikian perangkat harus dibebankan atau diganti dalam periode waktu tertentu.
Throughput data: Lorawan dirancang untuk transmisi laju data rendah dan throughputnya terbatas hanya untuk beberapa paket data bahkan ketika latensi bukan masalah, Sementara teknologi Wi-Fi dan Bluetooth mencapai throughput data yang lebih tinggi dan karenanya dapat diterapkan dalam konteks di mana volume data yang tinggi ditransmisikan.
Memilih produk dan solusi Lorawan yang tepat
Memahami kebutuhan Anda:
Untuk menuai manfaat maksimum dari menggunakan infrastruktur Lorawan, Pertimbangan berikut harus diperhitungkan.
- Jangkauan: Meskipun Lorawan dapat mendukung cakupan nirkabel dalam jarak jauh, Kualitas sinyal dibatasi oleh medan geografis dan bangunan. Penting untuk mempertimbangkan situs penyebaran spesifik dan merencanakan pengaturan gateway.
- Daya Tahan Baterai: Pikirkan berapa lama Anda mengharapkan perangkat Lorawan Anda bekerja dan memilih perangkat yang masa pakai baterai dan konsumsi pengoperasian daya tampaknya baik -baik saja.
- Throughput data: Tentukan apakah Anda tertarik dengan transmisi data yang sederhana dan jarang terjadi atau sebaliknya, Banyak data yang sering dikirim. Lorawan dirancang untuk digunakan di lingkungan di mana transmisi data tidak terlalu tinggi.
- Pendekatan hemat biaya: Ada keuntungan biaya yang sangat signifikan untuk jaringan Lorawan ketika diluncurkan di atas wilayah geografis yang luas. Di sisi lain, Berdasarkan ukuran proyek dan input proyek seperti biaya peralatan, Biaya gateway dan pemeliharaan jaringan, Pilih opsi yang tepat.
- Skalabilitas: Jika inisiatif Anda memanggil beragam konektivitas perangkat, atau Anda lebih suka memasang konektivitas perangkat dengan mudah di tahun -tahun mendatang, maka Lorawan adalah pilihan yang paling tepat.
Jenis Perangkat Lorawan:
Perangkat Lorawan datang dalam berbagai bentuk seperti gateway, sensor, tag, modul, dll.. Yang terbaru MST01 Lorawan® Suhu dan Sensor Kelembaban oleh Minew, Memanfaatkan teknologi Lorawan untuk melampaui kendala yang ditimbulkan oleh area cakupan dengan sensor tradisional dan bahkan menurunkan konsumsi daya perangkat. Sensor ini sangat penting dalam mengelola logistik gudang pintar dan sistem transportasi.
Vendor Lorawan teratas:
Lebih banyak pemasok di industri IoT datang dengan produk dan solusi Lorawan. tambang adalah salah satu perusahaan terkemuka di bidang ini, mengkhususkan diri dalam solusi perangkat keras IoT dan membual 200 paten dan sertifikat orisinalitas. Anda dapat bekerja dengan Minew untuk membuat solusi perangkat keras IoT yang dipesan lebih dahulu untuk kebutuhan Anda.
Masa Depan Lorawan
1. Aplikasi yang muncul: Dengan peningkatan komunikasi satelit, Lorawan dapat menggunakan pemantauan sensor dalam aplikasi seperti deteksi asap di kawasan hutan yang tidak terlihat atau deteksi suhu pada pelampung laut dll. Data yang berasal dari sensor Lorawan saat interaksi terjadi, Kota pintar akan dapat menerapkan strategi manajemen transportasi yang efektif.
2. Lorawan dan 5G: Solusi untuk Otomasi Industri Menggabungkan 5G untuk memungkinkan operasi jarak jauh dari peralatan menggunakan data dari sensor Lorawan.
3. Lorawan di Global IoT Ecosystem: Pasar aplikasi teknologi Lorawan menunjukkan pertumbuhan yang dramatis. Diprediksi bahwa dengan 2030 Pasar IoT Lora dan Lorawan Global akan berkembang menjadi US $ 48,4 miliar, dengan tingkat pertumbuhan pasar 36.8% Selama periode perkiraan. Pasar IoT memang menghargai teknologi karena sangat banyak keunggulan.
Kesimpulan: Apakah Lorawan tepat untuk Anda?
Manfaat teknologi Lorawan jelas. Ini tidak lagi menjadi kebutuhan untuk menggunakan gateway yang padat untuk menerima sinyal dari perangkat yang jauh. Lorawan mampu menangani tuntutan proyek Anda dengan mudah dan dengan biaya yang sangat masuk akal. Didukung oleh Jaringan Lorawan, Anda juga dapat dengan mudah mengakses data untuk membantu Anda membuat keputusan strategis yang akan meningkatkan produktivitas keseluruhan proyek dan bisnis. Di pasar IoT, Volume produk dan layanan khusus berdasarkan teknologi Lorawan terus meningkat
Ngobrol sekarang