LoRa er et trådløst kommunikasjonssystem med lang rekkevidde og lavt strømforbruk som kan sende små datamengder over store avstander. Disse to egenskapene gjør det til en attraktiv løsning for anvendelse i IoT- og IIoT-bransjen.
LoRaWAN (lang rekkevidde-nettverk) er protokollen bygget på toppen av LoRa-modulasjonen. Det er et programvarelag som definerer hvordan utstyr bruker LoRa-maskinvaren, f.eks. når de overfører meldinger og type format.
Hva er LoRa?
LoRa er en forkortelsen for “long range”. Det er et av de effektive trådløse kommunikasjonssystemene med lang rekkevidde og lav effekt utviklet av Semtech.
LoRa-enheter gir ideelle funksjoner for IoT-applikasjoner, inkludert kommunikasjon over store avstander, lavt strømforbruk og sikker dataoverføring. Teknologien kan brukes av offentlige, private eller hybridnettverk og gir større rekkevidde enn mobilnett.
Av Semtech
Langdistansekommunikasjon og lavt effektforbruk gjør LoRa ideell for industrielle IoT-applikasjoner. Videre løser den mange nye utfordringer i landlige og urbane områder over hele verden, inkludert klimaendringer, forurensning og naturkatastrofer.
På grunn av sin enkelhet og kostnadseffektivitet, er det mye brukt innen transport, produksjon, landbruk, husholdningsapparater og til og med, i noen tilfeller bærbare enheter.
Hvordan fungerer LoRa?
LoRa er en trådløs moduleringsteknikk basert på teknologien Chirp Spread Spectrum (CSS). Den koder informasjon på radiobølger ved hjelp av chirp-pulser. Moduleringen er svært robust mot forstyrrelser og kan mottas over store avstander avhengig av maskinvarekapasiteten.
Sjekk ut denne videoen fra Richard Wenner, som forklarer hvordan CSS fungerer:
LoRa er ideell for applikasjoner som overfører små datamengder med lave bithastigheter. Data kan overføres over et større område enn andre trådløse teknologier som Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee. Dette gjør LoRa ideell for sending av sensordata med lav effekt.
Videre kan LoRa brukes på lisensfrie sub-gigahertz-båndbreddene som 915MHz, 868MHz og 433MHz. Den kan også brukes på 2,4 GHz for mye høyere datahastigheter til gitte kostnader. Disse frekvensene faller inn i ISM-båndene som er reservert internasjonalt for industrielle, vitenskapelige og medisinske formål.
Hva er LoRaWAN?
LoRaWAN-spesifikasjonen er en nettverksstandard med lav effekt og lang rekkevidde basert på LoRa. Den er designet for å koble batteridrevne enheter trådløst til internett i regionale, nasjonale og globale nettverk.
LoRaWAN er programvarelaget som bestemmer hvordan enheter bruker LoRa-maskinvaren, for eksempel når de overfører data og hvilken type format. Protokollen i seg selv er utviklet og vedlikeholdt av LoRa Alliance.
Viktigst er at LoRaWAN-spesifikasjonen en standard som muliggjør sømløs integrering mellom enheter fra forskjellige produsenter. Denne faktoren er en av grunnene til at LoRa-teknologien har tatt av i IoT-bransjen.
Hvordan fungerer LoRaWAN?
LoRaWAN-arkitekturen består av fire hovedkomponenter:
- Sluttnoder
- Gateway
- Nettverksserver
- Applikasjonsserver
I denne arkitekturen kan du se hvordan LoRa og LoRaWAN tillater at brede og tette nettverk av edge-enheter kobles til. Dette lar deg samle inn og overvåke data fra tusenvis av noder på en håndterbar måte.
Sluttnoder – Enheter som er plassert på slutten av nettverket. De er vanligvis utstyrt med sensorer for å samle inn og overvåke data med jevne mellomrom. De kommer vanligvis i form av en laveffekts mikrokontroller som kan stå plassert i ute felten i mange år uten noe vedlikehold og utstyrt med en laveffekts LoRa-sender for å sende datapakkene til gatewayen.
Gateways – LoRaWAN Gateways er broen mellom nodene og nettverket. De mottar informasjonen fra sluttnodene ved hjelp av en LoRa-konsentrator og videresender deretter dataene til nettverksserveren via internett eller privat nettverksinfrastruktur. Gateways essential blir betraktet som en pakkeformidler siden det er den primære funksjonen de har.
Nettverksserver – Cloud LoRa-serveren samler alle dataene den mottar fra gatewayene og laster den opp til applikasjonsserveren. Et eksempel på en nettverksserver kan være The Things Network (TTN).
Applikasjonsserver – Med applikasjonsserveren kan du tolke dataene visuelt eller analytisk. Du kan også integrere datapunktene i en plattform for å utføre en handling, for eksempel å slå på regnvannspumper for landbruk eller åpne vinduer i drivhus for å regulere fuktighetsnivået. Du kan også sette opp varslingstjenester for å varsle en tekniker når et potensielt problem kan oppstå.
Hvordan brukes LoRa for øyeblikket?
LoRa-teknologien er egnet for et bredt spekter av applikasjoner som krever periodisk overvåking med forskjellige sensorer. Applikasjoner inkluderer, men er ikke begrenset til, helsetjenester, landbruk, smarte byer, måling, forsyningskjede og logistikk. Det er spesifikke applikasjoner der teknologien svært godt egnet, dette er applikasjoner som krever at sensornoder plasseres på avsidesliggende steder med svært lite eller intet vedlikehold.
Landbruk og miljøovervåking er viktigste applikasjoner for bruk med LoRa. Vanligvis brukes de i landlige omgivelser uten mobilkommunikasjon eller infrastruktur for kortdistansekommunikasjon.
Hvordan kan jeg komme i gang med LoRa-teknologi?
I løpet av de siste fem årene har LoRa-teknologien akselerert på grunn av Semtech som har skapt og forbedret sine mottakerkretser og gateway-kretser. Mange produsenter bruker disse LoRa-kretsene for å lage innovative, laveffekts noder og gateways som er perfekte for prototyping. Takket være mange av våre leverandører har Elfa Distrelec et bredt utvalg av utviklingskort, sensornoder og gateways.
