Что такое датчик Lora? Окончательное руководство по датчикам Лоравана

Большинство подключенных вещей время от времени отправляют только крошечные показания, несколько байтов, Может быть, несколько килобитов в день. Когда диапазон и срок службы батареи имеют большее значение, чем необработанная скорость, LPWAN лучше подходит, чем Wi-Fi или Сотовая связь. ЛоРа и ЛоРаВАН сидеть прямо в этом приятном месте: длинный охват, малая мощность, скромные скорости передачи данных, Простая инфраструктура.

Этот блог рассказывает о том, как Лора и Лораван работают вместе, что за Датчик ЛоРа является, и его пользас и приложения.

Лора анд ЛоРаВАН: часоW. Тчасэнй W.оведущийk ТогэнТчасэнведущий

LoRa — это радио-сторона. Он использует Chirp Spread Spectrum для обмена скорости передачи данных на чувствительность.. Поверните ручку в сторону чувствительности, и вы услышите более слабые сигналы на большем расстоянии., но ты отправляешь медленнее.

LoRaWAN находится выше этого. Это сетевой или MAC-уровень, который определяет, как конечные устройства подключаются к сети., шифровать трафик, и поговорить со шлюзами и сетевым сервером. Топология – звезда из звезд.. Устройства отправляют восходящие каналы, которые могут прослушиваться несколькими шлюзами одновременно., шлюзы пересылают на сервер, сервер выполняет дедупликацию, проверяет безопасность, и маршруты к приложению. Сервер также планирует нисходящие каналы, если это разрешено.. LoRaWAN определяет три класса устройств, которые балансируют мощность и задержку.. Узнайте больше о Классы ЛоРаВАН.

Что яс а лора сэннсоведущий?

Это конечное устройство. Он собирает данные, спит, просыпается, чтобы отправить, снова спит. Общие измерения: температура и влажность, CO₂ или ЛОС, утечка воды в определенной точке или вдоль кабеля, состояние двери или окна, движение, занятость, шум, свет. Некоторые датчики LoRa также управляют локальными выходами. сuвчас ас реле, зуммер, светодиод, для простого управления или оповещения.

Ключевые особенности ЛоРа

Спецификация

LoRa покрывает радиоуровень. LoRaWAN определяет способ подключения устройств, аутентифицировать, и обмениваться сообщениями со шлюзами и сетевым сервером. Альянс LoRa поддерживает открытую спецификацию и обеспечивает совместимость, чтобы разные поставщики могли работать в одних и тех же сетях..

Модуляция

LoRa использует радиотрюк под названием «расширение спектра чирпа».. Чириканье — это тон, который очень контролируемо колеблется по частотам.. Приемник знает шаблон развертки, поэтому он может уловить сигнал, даже если он близок к минимальному уровню шума.

Устройства выбирают коэффициент расширения, записано как от SF7 до SF12. Думайте об этом как о том, насколько вы растягиваете во времени каждый писк.. Чем больше SF, тем дольше символы растягиваются., что снижает скорость передачи данных, но облегчает декодирование слабых сигналов. Меньший SF отправляет быстрее, но нуждается в более чистом канале связи.. Это основной компромисс между охватом и скоростью..

Диапазон

Диапазон действия датчика LoRa не является фиксированным числом.. Это зависит от качества антенны, препятствия, фоновый шум, выбранная полоса пропускания, и коэффициент распространения. На открытом воздухе с чистыми дорожками, ссылки могут достигать многих километров. Внутри зданий, ожидайте сотен метров.

Полосы частот

А Датчик ЛоРа работает в нелицензионных диапазонах ISM, которые различаются в зависимости от региона.. Общие примеры находятся вокруг 868 мегагерц в большей части Европы и 915 мегагерц в США. Применяются локальные ограничения рабочего цикла или времени простоя., поэтому частота разговора устройства определяется нормативными актами, а также вашими собственными проектными решениями..

Стандартизация

LoRa покрывает радиоуровень. LoRaWAN определяет способ подключения устройств, аутентифицировать, и обмениваться сообщениями со шлюзами и сетевым сервером. Спецификация поддерживается LoRa Alliance., который помогает устройствам разных производителей работать вместе в общедоступных или частных сетях..

Физический уровень

Физический уровень находится в радиочипе устройства.. Он контролирует Тчасэн данные о воздухе, такие как частота, модуляция, время символа, и сигнализация. На этом уровне связь простая, датчик LoRa передает информацию по беспроводной сети со шлюзом, и шлюз передает данные на сетевой сервер и приложения..

Преимущества датчиков LoRa

Беспроводная связь & дальняя связь

Lorawan датчики дойти далеко, потягивая энергию. Узел часто спит, просыпается, чтобы отправить короткий пакет, потом снова отдыхает, обеспечение реалистичности многолетнего срока службы батареи во многих случаях.

Лучшая безопасность

Безопасность — это часть стека. LoRaWAN использует шифрование AES и проверку сообщений, поэтому данные передаются с устройства на сетевой сервер в целостности., пересекает ли трафик государственную или частную инфраструктуру.

Снижение затрат

Затраты на подключение остаются скромными. Бесплатный спектр и простые шлюзы снижают комиссию и упрощают работу, хотя общая стоимость все еще зависит от масштаба, выездное обслуживание, и как часто устройства обмениваются данными.

Устойчивость к помехам

Ссылки остаются пригодными для использования в шумных диапазонах.. Расширенный спектр чирпа с прямой коррекцией ошибок позволяет приемникам декодировать более слабые сигналы, помогает надежно доставлять небольшие полезные нагрузки, когда стены или перегруженный спектр создают шум.

Несколько приложений

Здания, коммунальные услуги, сельское хозяйство, логистика, промышленный мониторинг, холодовая цепь здравоохранения, и преимущества местоположения активов, когда крошечные данные должны передаваться далеко с минимальными затратами на обслуживание в реальных развертываниях на разных площадках и длинных маршрутах..

The приложения датчиков LoRa

Как датчик LoRa отправляет и получает данные

Конечное устройство

Датчик LoRa измеряет один или несколько сигналов, создает небольшую полезную нагрузку, затем пробуждает радио для передачи. Большую часть времени он спит для экономии энергии..

Uplink к шлюзам

Датчик отправляет кадр LoRa в своем региональном диапазоне.. Несколько близлежащих шлюзов могут одновременно услышать один и тот же пакет и переслать его по IP на сетевой сервер..

Сетевой сервер

Сервер удаляет дубликаты, проверяет целостность сообщения, расшифровывает полезную нагрузку, и применяет правила устройства. Действительные данные передаются в приложение для хранения., оповещения, или информационные панели.

Действия приложения

Приложения потребляют данные и могут запрашивать изменения, такие как новые интервалы отчетности или переключение реле.. Эти запросы становятся сообщениями нисходящей линии связи..

Даунлинк к устройствам

Сервер планирует нисходящие каналы для окна приема.. Класс A некоторое время прослушивает после восходящего канала, Класс B в согласованные временные интервалы, Класс C почти постоянно. Региональные ограничения рабочего цикла или времени простоя по-прежнему применяются..

Заключение

LoRaWAN хорошо подходит, когда ваши устройства редко разговаривают, нужно продержаться годы, и должен охватывать здания, поля, или городские кварталы. Дело не в скорости. Речь идет о надежных небольших сообщениях на большие расстояния с минимальными затратами на обслуживание.. Получите основы правильно, Сан-Франциско и эфирное время, высота и количество шлюзов, размер полезной нагрузки, математика батареи, и простые операции, и сеть легко масштабируется.

Если вы уже оцениваете оборудование для таких развертываний, Мины создает датчики и шлюзы с поддержкой LoRaWAN, которые следуют тем же принципам, которые описаны здесь..