소개
산업이 확장 된 도달 범위 및 장치 지원으로 경제적 인 솔루션을 검색함에 따라, 이러한 조건을 충족하는 연결성은 필수가 되었습니다.. 이러한 요구로 인해 LPWAN이 등장하게 되었습니다. (저전력 광역 네트워크) LoRaWAN 기술. LoRaWAN은 저전력 광역 네트워크입니다. (LPWAN) 프로토콜은 장치가 인터넷과의 거리에서 무선으로 무선으로 연결할 수 있도록하는 것을 목표로했습니다.. 장거리 커버리지 및 최소 전력 사용량은의 주요 특성은 무선 통신 요구 사항에 적합합니다. IoT 장치 기본적으로 배터리 작동입니다.
LoRaWAN이란 무엇입니까??
Lorawan은 LPWAN의 우산에 해당하는 무선 통신 기술의 유형입니다. (저전력 와이드 지역 네트워크). 이것은 장거리 전송을 가능하게하면서 최소 전력을 사용하도록 설계되었음을 의미합니다., 대규모 IoT 응용 프로그램에 이상적입니다. 본질적으로, Lorawan은 LORA 변조 기술을 사용합니다, 이는 LPWAN을 구현하는 특정 방법입니다.
로라, 그 핵심, Chirp 스프레드 스펙트럼을 사용하는 물리적 층의 변조 기술입니다. (CSS) 정보를 인코딩하는 기술. 다양한 통신 설정을 지정합니다, 대역폭 포함, 전송 주파수, 코딩 속도, 그리고 확산 계수. 로라에 건물, Lorawan Technology는 IoT 엔드 노드 장치와 네트워크 간의 통신을위한 프로토콜을 정의합니다. 게이트웨이, 장치를 인터넷에 원활하게 연결하는 데 도움이됩니다.
로라완 수업
클래스 A
클래스 A는 필요할 때마다 엔드 노드가 게이트웨이로 메시지를 방송 할 수있는 비동기 시스템으로 작동 한 다음 다음 전송 될 때까지 비활성 상태에 들어갑니다.. 이 설정은 멀티 채널 시스템에서 시간 슬롯을 효율적으로 활용합니다.
클래스 B
배터리 구동 노드로 메시지를 전하는 방법, 게이트웨이가 모든 표지를 방출하는 곳 128 초. 이 비콘은 모든 Lorawan 기지국이 GPS 위성 신호를 사용하여 시간을 동기화 할 수 있습니다..
클래스 C
노드가 언제든지 다운 링크 메시지를 지속적으로 듣고 전송할 수 있습니다.. 이 클래스는 일반적으로 노드를 완전히 활성화하고 수신기가 항상 작동하기 위해 상당한 에너지가 필요하기 때문에 AC 기반 응용 프로그램에 일반적으로 사용됩니다..
로라완의 작동 방식
LORA 변조는 ChIRP 스프레드 스펙트럼이라는 기술을 사용하여 데이터를 무선 신호로 인코딩합니다.. 선형 주파수 변조 속도를 증가시킴으로써, 신호는 여러 주파수 범위에 퍼집니다, 많은 간섭없이 더 먼 거리를 여행 할 수 있습니다. Lora는이 Chirp 기술을 기반으로하는 독점적 인 스프레드 스펙트럼 변조를 사용합니다.. 예를 들어, 게이트웨이에 가까운 장치는 더 낮은 확산 계수를 사용하여 근접성으로 인해 데이터를 빠르게 전송합니다., 더 멀리 떨어진 장치는 더 높은 확산 계수를 사용하여 신호 범위를 확장합니다., 비록 이것이 전송 속도를 느리게하지만.
IoT 장치 (~와 같은 센서) Lorawan 네트워크에서 정기적으로 또는 주문형 데이터를 수집합니다.. 이 장치는 내장 된 LORA 모듈 및 LORA 변조 기술을 사용하여 수집 된 데이터를 인근 Lorawan 게이트웨이로 무선으로 전송합니다., 그런 다음 데이터를 Lorawan 네트워크 서버에 업로드합니다.. 데이터의 중복 제거 및 검증 후, 및 장치 네트워크 액세스 검증 및 ID 인증과 같은 기능 처리, 데이터는 응용 프로그램 서버로 전달됩니다, 일반적으로 사용자 가시화 된 시스템입니다, 수신 된 데이터의 분석 및 저장을 용이하게합니다, 알람 시작 및 보고서 생성과 같은 해당 처리를 만듭니다..
로라완의 주요 특징과 이점
장거리 및 적용 범위:
Lorawan의 Lora 변조 기술은 몇 킬로미터의 전송 범위를 허용합니다., 최대 수십 킬로미터. 대부분의 경우, 로라완은 달성합니다 2-5 KM은 도시에서 범위를 지니고 있지만 열린 시골 지역에서는 15km를 넘을 수 있습니다..
낮은 전력 소비:
Lorawan 시스템을 사용하려면 에너지 소비가 낮습니다, 따라서 이러한 시스템이 저전력 또는 배터리 구동 장치에 적합하게 만듭니다.. 이것은이 장치가 몇 달 후 몇 년 후에 교체 배터리가 필요하지 않음을 의미합니다., 액세스하기 어려운 영역에 위치한 원격 모니터링 센서 및 자산 추적기에 중요한 기능.
확장성:
단일 Lorawan Gateway는 수천 개의 장치를 동시에 처리 할 수 있습니다., 따라서 방대한 연결을 지원합니다. 적응 형 데이터 속도를 사용하여 (ADR) 기능, 저전력 와이드 지역 네트워크 리소스 관리라고도하는 Lorawan Network는보다 효율적인 방식으로 장치 간의 통신을 목표로합니다..
비용 효율성 하드웨어:
Lorawan 네트워크를 시작하는 것은 많은 시설이 필요하지 않기 때문에 저렴한 비용입니다.. 오픈 소스 인프라 및 소프트웨어 리소스.
글로벌 연결:
Lorawan은 Lorawan Alliance가 언급 한대로 모든 사용자에게 공개됩니다.. 장치 및 네트워크는 공통 공급자가 필요없이 조화로 작동 할 수 있습니다., 따라서 더 나은 크로스 브랜드와 크로스 산업 통합을 제공합니다, 그리고 그것들을 적용 할 수있는 더 많은 가능성.
로라완의 일반적인 사용 사례
1. 스마트시티
Lorawan 기술은 다양한 IoT 장치를 연결하는 데 도움이 될 수 있습니다., 센서, 넓은 지역 네트워크를 제공하여 스마트 도시에 스마트 미터 및 기타 장치. IoT 장치 및 네트워크는 프로세스의 자동화와 시스템의 감독 및 시스템 제어를 용이하게하는 방식으로 도시의 기존 인프라에 통합하여 운영 비용의 절감으로 이어질 수 있습니다.. 다음은 스마트 도시에서 실행할 수있는 몇 가지 아이디어입니다.:
- 스마트 거리 조명: 제어, 트래픽 흐름과 외부 조명을 기반으로 밝기를 조절하여 에너지 비용을 절감 할 수있는 넓은 로라완 네트워크에서 도시 가로등을 관리하고 모니터링합니다..
- 주차 관리: Lorawan 센서는 주차 공간의 점유를 추적하고 운전자에게 주차 공간의 가용성을 알려줍니다., 따라서 주차 문제와 교통 흐름이 완화됩니다.
- 대기 질 모니터링: 로라완 센서를 사용하여 오염을 통제하기 위해 도시 전역의 다양한 오염 물질의 농도를 모니터링하십시오..
2. 현명한 농업과 현대 도구
농업 운영은 지능형 농업의 특정 영역에서 IoT 및 야외 로라완 응용 프로그램의 사용을 조정하고 있습니다.. 로라완 네트워크 사용, 작물과 관련된 모든 데이터를 실시간으로 통신하는 센서, 축산, 장비, 물리적 환경 등, 농부가 생산 수준을 적절하게 변화시킬 수있게 해주므로 생산 품질이 향상됩니다..
3. 사물의 산업 인터넷
Lorawan Technology는 산업 운영 환경에 효과적으로 통합됩니다.. 자동 모니터링, 보안, 자산 관리는 운영자로부터 더 빠른 응답을 허용합니다.. 예를 들어 물류 및 스마트 창고 분야, Lorawan 네트워크는 더 넓은 커버리지와 덜 방해 된 연결을 제공 할 때 이전보다 낫습니다..
4. 유틸리티 및 스마트 계량
스마트 미터 (전기, 물, 등.) 원격 및 실시간 모니터링을 활성화하십시오, 오류를 줄이고 효율성을 향상시킵니다.
5. 의료 및 웨어러블
Lorawan 기반 의료 웨어러블은 병원에서 환자를 지속적으로 그리고 안정적으로 모니터링하도록 설계되었습니다., 노인 간호 거주자, 또는 활력 징후의 실시간 모니터링이 필요한 사람.
LoRaWAN 네트워크 아키텍처
1. 공공 및 개인 로라완 네트워크
공개 로라완 네트워크는 제 3자가 소유 한 로라완 네트워크입니다., 대부분 통신 사업자 또는 네트워크 서비스 제공 업체, 이는 장치를 장치를 네트워크에 연결하는 사용자로부터 수수료를 지불합니다.. 개인 Lorawan 네트워크는 개인 및 또는 기업이 구축하고 운영하며 주로 구축하는 네트워크입니다., 그들에 의해 통제됩니다, 그리고 종종 지역에서 지리적으로 제한됩니다. 이러한 종류의 연결성은 종종 더 나은 데이터 보안 및 개인 정보 보호 조항을 갖습니다..
2. 하이브리드 모델
민간 및 공개 로라완의 원칙은 사설 네트워크에서 편안함을 위해 사용자의 요구와 커버리지가 공개 네트워크를 통해 충족되지만 더 안전합니다.. 사용자는 상황에 따라 공개 네트워크 또는 개인 네트워크 및 동시에 동시에 선택할 수 있습니다..
3. 네트워크 배포
영역 범위를 평가하십시오, Lorawan 네트워크가 소비 한 달성 가능한 데이터 속도 및 전력, 프로젝트 요구 사항에 의해 지시 된 범위에서. 커버리지 영역 및 배포 사이트 내에 필요한 게이트웨이 수를 설정 한 후, 네트워크 토폴로지를 구성하십시오 (일반적으로 별의 토폴로지). 적절한 Lorawan 액세스 포인트 및 기타 장치를 선택하고 장착하십시오.. 하드웨어 배포가 완료된 후, 게이트웨이의 매개 변수를 설정하십시오, 네트워크 서버를 구성합니다, 테스트 및 검증을 시작하십시오. 프로젝트 배포가 완료되면, 정기적으로 장비의 모니터링 및 유지 관리 수행.
로라완 보안 기능
엔드 투 엔드 암호화
엔드 투 엔드 암호화는 전체 전송을 장치에서 애플리케이션 서버로 보호합니다.. 일반적으로 두 층의 암호화 메커니즘이 있습니다, Lorawan의 네트워크 계층 암호화 및 애플리케이션 계층 암호화. 위의 두 가지 암호화 기술은 두 가지 다른 키 NWKSKEY와 APPSKEY를 생성합니다.. 즉, 모든 정보가 데이터가 데이터를 보낸 순간부터 데이터가 응용 프로그램 서버에 도달 할 때까지 데이터를 전송하는 순간부터 전송되는 동안 암호화됩니다.. 그러므로, 게이트웨이 또는 중간 네트워크 서비스 제공 업체가 데이터 패킷을 수신하더라도, 그들은 데이터를 보거나 변경할 수 없습니다..
장치 인증
Lorawan은 무단 장치가 네트워크에 들어 가지 않도록 매우 엄격한 장치 인증 메커니즘을 활용합니다.. 로라완 네트워크에 가입하려면 두 가지 주요 접근 방식이 있습니다.
OTAA (대공의 활성화)
이 옵션은 모든 공격 중에서 가장 안전합니다. 언제든지, 장치는 Lorawan 네트워크에 연결됩니다, 새로운 키 쌍 (네트워크 세션 키 NWKSKEY 및 응용 프로그램 세션 키 APPSKEY) 공식화됩니다. 이 키는 장치의 Deveui와 Appkey를 기반으로 작성됩니다.. OTAA 사용, 장치가 네트워크에 연결할 때마다, 장치의 신원이 확인되었습니다, 그리고 이런 식으로, 네트워크에서 도적 장치가 허용되지 않는 것으로 확인되었습니다..
abp (개인화에 의한 활성화)
이 기술에서, 장치의 키가 장치를 배포하기 전에 준비되었습니다.. ABP는 키를 새롭게 생성 할 필요가 없지만 고정되어 있고 제공되는 보안 제한을 변경할 수 없으면 OTAA보다 열등합니다..
OTAA 또는 ABP인지는 중요하지 않습니다., Lorawan의 장치 인증 메커니즘은 인증되지 않은 장치에서 네트워크에 대한 바람직하지 않은 커뮤니케이션을 방지합니다..
키 관리
암호화는 장치와 서버 간의 모든 상호 작용에 사용되며 이러한 암호화 프로세스는 다른 키를 사용하여 구현됩니다.. Lorawan Network에서 사용하는 3 가지 주요 관리 기능이 주로 있습니다..
- Appkey는 OTAA 프로세스에서 세션 키 생성에 사용됩니다.. 사용자 장치가 처음 네트워크에 가입하면, 이 키는 네트워크 세션 키와 응용 프로그램 세션 키를 만드는 데 도움이됩니다..
- NWKSKEY는 장치와 네트워크 서버 간의 통신 데이터를 암호화하는 데 도움이되는 핵심입니다..
- AppSkey는 장치와 애플리케이션 서버 간의 응용 프로그램 데이터를 암호화하는 핵심입니다..
로라완의 주요 관리는 다음 요구 사항을 달성해야합니다.:
- 독창성: 각 장치에는 다른 장치와 동일하지 않은 자체 키가 있으므로 장치 통신은 다른 장치에 의해 방해되지 않습니다..
- 키 업데이트: OTAA 메커니즘은 장치가 새로운 네트워크에 가입 할 때마다 새 키를 만들 수 있도록 도와 주며이를 통해 장기간 정적 키를 사용하여 발생하는 위험을 최소화합니다..
- 주요 스토리지 보안: 장치, 게이트웨이와 서버는 공격자가 전송되는 정보를 해독하기 위해 이러한 키를 얻기를 원할 수 있기 때문에 이러한 키를 효과적으로 보호해야합니다..
로라완 대. 다른 IoT 프로토콜
로라완 대. NB-IoT
적용 범위: Lorawan은 확장 된 통신 범위를 제공합니다, 따라서 범위가 최대의 농촌 또는 아웃백 지역에서 가장 유리합니다. 15 킬로미터. 대조적으로, NB-IOT의 적용 범위가 제한되어 있습니다 10 킬로미터이지만 구조가 많은 도시와 환경에서 더 효과적입니다..
전력 소비: Lorawan의 전력 소비는 상당히 낮으므로 장치 배터리는 수년 동안 지속될 수 있으며, 이는 오랜 기간 동안 이러한 장치를 배치하는 데 이상적입니다.. NB-IOT은 또한 에너지 효율이 크지 만 전송되는 데이터의 양으로 인해 배터리 수명이 짧습니다..
응용 프로그램 시나리오: 장거리 및 낮은 데이터 전송으로 인해, Lorawan은 Smart Farming과 같은 응용 프로그램 사용 사례에 잘 맞습니다., 환경 모니터링 및 더 많은. 반면에 NB IoT는 데이터 볼륨이 집중적이고 스마트 미터 및 스마트 시티 솔루션과 같이 신호 침투가 깊는 경우에 더 적용 할 수 있습니다..
로라완 대. Wi-Fi/Bluetooth
범위: Lorawan을 통한 의사 소통의 거리는 몇 킬로미터로 가면 Wi-Fi와 Bluetooth 범위의 범위가 최대 약 100 미터 사이입니다..
배터리 내구성: Lorawan이 전송하는 낮은 전송 전력과 매우 적은 양의 데이터로 인해, 작업 장치의 배터리는 수년간의 적극적인 사용을 견딜 수있을 정도로 길 수 있습니다.. 반대로, Wi-Fi 및 Bluetooth 기술을 사용하는 장치에는 더 많은 전력 소비가 포함되므로 장치를 일정 기간 내에 충전하거나 교체해야합니다..
데이터 처리량: Lorawan은 데이터 속도가 낮은 전송을 위해 설계되었으며 대기 시간이 문제가되지 않더라도 처리량이 몇 가지 데이터 패킷으로 제한됩니다., Wi-Fi 및 Bluetooth 기술은 더 높은 데이터 처리량을 달성하므로 많은 양의 데이터가 전송되는 상황에 적용 할 수 있습니다..
올바른 Lorawan 제품 및 솔루션 선택
당신의 필요를 이해합니다:
로라완 인프라 배포의 최대 이점을 거두기 위해, 다음 고려 사항을 고려해야합니다.
- 범위: Lorawan은 장거리에 걸쳐 무선 커버리지를 지원할 수 있지만, 신호의 품질은 지리적 지형과 건물에 의해 제한됩니다.. 특정 배포 사이트를 고려하고 게이트웨이 배열을 계획하는 것이 중요합니다..
- 배터리 수명: Lorawan 장치가 작동하는 시간을 생각하고 배터리 수명 및 전력 작동 소비가 괜찮은 장치를 선택하십시오..
- 데이터 처리량: 간단하고 드문 데이터 전송 또는 반대에 관심이 있는지 확인하십시오., 많은 데이터가 자주 전송되었습니다. Lorawan은 데이터 전송이 그렇게 높지 않은 환경에서 사용하도록 설계되었습니다..
- 비용 효율적인 접근: Lorawan 네트워크가 넓은 지리적 지역을 통해 출시 될 때 매우 중요한 비용 이점이 있습니다.. 반면에, 프로젝트 규모 및 장비 비용과 같은 프로젝트 입력에 따라, 게이트웨이 및 네트워크 유지 보수 비용, 올바른 옵션을 선택하십시오.
- 확장성: 이니셔티브가 다양한 장치 연결을 요구하는 경우, 또는 앞으로 몇 년 안에 장치 연결을 쉽게 설치하는 것을 선호합니다., Lorawan이 가장 적절한 옵션입니다.
로라완 장치의 유형:
Lorawan 장치는 게이트웨이와 같은 다양한 형태로 제공됩니다, 센서, 태그, 모듈, 등. 최신 MST01 Lorawan® 온도 및 습도 센서 Minew, 로라완 기술을 사용하여 전통적인 센서가있는 커버리지 영역에 의해 제한되는 제약을 넘어서 장치의 전력 소비를 낮추는 것입니다.. 이 센서는 스마트 창고 물류 및 운송 시스템 관리에 매우 중요합니다..
최고의 로라완 공급 업체:
IoT 산업의 더 많은 공급 업체가 Lorawan 제품 및 솔루션을 제시하고 있습니다.. 광산 이 분야의 주요 회사 중 하나입니다, IoT 하드웨어 솔루션을 전문으로하고 자랑합니다 200 특허 및 독창성 증명서. Minew와 협력하여 요구 사항에 대한 맞춤형 IoT 하드웨어 솔루션을 만들 수 있습니다..
로라완의 미래
1. 새로운 응용 프로그램: 위성 통신의 향상, Lorawan은 불가능한 산림 지역의 연기 감지와 같은 응용 분야에서 센서 모니터링 또는 해양 부표 등의 온도 감지를 사용할 수 있습니다.. 상호 작용에 따라 Lorawan 센서에서 나오는 데이터, 스마트 시티는 효과적인 운송 관리 전략을 구현할 수 있습니다..
2. 로라완과 5G: 산업용 자동화 솔루션 5G를 통합하여 Lorawan 센서의 데이터를 사용하여 장비의 원격 작동을 가능하게합니다..
3. 글로벌 IoT 생태계의 Lorawan: Lorawan 기술의 응용 시장은 극적인 성장을 보이고 있습니다.. 그것은 예상됩니다 2030 Global Lora와 Lorawan IoT 시장은 484 억 달러로 확대 될 것입니다., 시장 성장률로 36.8% 예측 기간 동안. IoT 시장은 실제로 많은 장점으로 인해이 기술을 높이 평가합니다..
결론: 로라완이 당신에게 맞습니다?
로라완 기술의 이점은 분명합니다. 더 이상 널리 배치 된 장치에서 신호를 받기 위해 조밀 한 게이트웨이를 배치 할 필요가 없습니다.. Lorawan은 프로젝트의 요구를 쉽고 매우 합리적인 비용으로 처리 할 수 있습니다.. Lorawan 네트워크에 의해 구동됩니다, 또한 데이터에 쉽게 액세스하여 프로젝트 및 비즈니스의 전반적인 생산성을 향상시키는 전략적 결정을 내릴 수 있습니다.. IoT 시장에서, Lorawan 기술을 기반으로 한 제품 및 전문 서비스의 양은 꾸준히 증가하고 있습니다.
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