Technológia IoT LoRa

LoRaWAN je Low Power Wide Area Network (LPWA) je určená k bezdrôtovému prenosu internetu vecí (IoT) v regionálnej, národnej alebo globálnej sieti. Ide o skutočne nízkopríkonovú sieť určenú najmä pre úsporné napájanie batériami. Sieť LoRaWAN je zameraná na na splnenie kľúčových požiadaviek internetu vecí: napríklad pre bezpečnú obojsmernú komunikáciu, mobilitu a lokalizačné služby. Tento štandard poskytuje bezproblémovú interoperabilitu medzi SMART zariadeniami bez komplikovaných inštalácií a vracia voľnosť užívateľom, vývojárom. Sieťová architektúra LoRaWAN je využíva viacnásobnú hviezdicovú topológiu – Stars of Stars, kde je brána je transparentným mostom medzi koncovými zariadeniami a centrálnym sieťovým serverom v backende.

LoRaWan topológia

Brány sú pripojené na sieťový server cez štandardné IP pripojenie, zatiaľ čo koncové zariadenia používajú single-hop bezdrôtovú komunikáciu na jednu alebo aj na viac brán. Všetky koncové komunikácie na end-point sú obojsmerné, ale podporuje operácie: napríklad multicast pre aktualizáciu softvéru (OTA) alebo hromadnú distribúciu správ na redukovanie OTA vysielacieho času.

Komunikácia medzi koncovými zariadeniami a bránami prebieha na rôznych frekvenčných kanáloch a pri rôznej prenosovej rýchlosti. Výber prenosovej rýchlosti je kompromisom medzi komunikačným dosahom a trvaním prenosu. Vzhľadom k použitej technológii rozloženého spektra, komunikácia s rôznou prenosovou rýchlosťou sa navzájom nerušia a neinterferujú a vytvárajú sadu "virtuálnych" kanálov, ktoré zvyšujú kapacitu brány. Dátové rýchlosti LoRaWAN sú v rozsahu od 0,3 kbs do 50 kbs. Pre maximalizáciu životnosti batérie v koncovom zariadení a celkovej kapacity siete, sieťový server LoRaWAN manažuje prenosovú rýchlosť a RF výstup každého koncového zariadenia individuálne metódou adaptívnej prenosovej rýchlosti (ADR).

Siete LoRaWan

Národná sieť IoT zameraná napríklad na kritické infraštruktúry, dôverné osobné dáta alebo na kritickú funkcionalitu pre spoločnosť má obzvlášť špecifickú požiadavku zabezpečenej komunikácie. Toto je zabezpečené niekoľkými úrovňami šifrovania:

  • Unikátny Network Key (EUI64) a zaistiť bezpečnosť na sieťovej úrovni
  • Unikátny Aplikačný Key (EUI64) zaisťuje začiatku až do konca zabezpečenia na aplikačnej úrovni
  • Špecifický kľúč pre Device (EUI128)

LoRaWAN má niekoľko rôznych tried koncových zariadení, ktoré sú určené pre rôznu širokú potrebu aplikácií:

  • Obojsmerné koncové zariadenie (trieda A): koncové zariadenie triedy A umožňujú obojsmernú komunikáciu, kde je uplink prenos každého koncového prístroja nasledovaný dvoma krátkymi prijimacími downlinkovými oknami. Naplánovaný prenosový slot koncovým zariadením je založený na vlastnej komunikácií s malými zmenami na základe náhodného času (protokol typu ALOHA). Tento typ operácií Trieda A je systém koncových zariadení s najnižšími energetickými nárokmi pre aplikácie, ktoré vyžadujú iba prenos zo servera hneď uplink prenose z koncového zariadenia. Komunikácie zo servera v ktoromkoľvek inom okamihu musia počkať až do ďalšieho plánovaného uplinku
  • Obojsmerné koncové zariadenie s plánovaným prijímacím slotom (trieda B): Vedľa triedy A s náhodným prijímacím oknom, zariadenia triedy B otvárajú extra prijímacie okno v naplánovanom čase. Pre nastavenie koncového zariadenia, kedy má otvoriť svoje prijímacie okno v plánovanom čase, zariadenie prijme synchronizovaný Beacon z brány. To umožňuje serveru vedieť, kedy koncové zariadenie načúva.
  • Obojsmerné koncové zariadenia s maximálnym prijímaním slotov (trieda C): Koncové zariadenia triedy C majú takmer stále otvorené prijímacie okná, ktoré sa zatvárajú len pri vysielaní.
LoRaWan topológia LoRaWan topológia

LoRaWan Špecifikácia

  • Technológia: Spread Spectrum
  • Modulácia: SS Chirp - FSK
  • Počet kanálov: 10
  • Veľkost správy: 256 Bytov
  • Prenosové pásmo Up: 125/250 kHz
  • Prenosové pásmo Down: 125 kHz
  • Prenosová rýchlosť: 250bps – 50kbps
  • Frekvencia ISM: 867-869MHz (ETSI)
  • Počet správ za deň: Neobmedzený
  • Vysielací výkon: 25mW / +14dBm
  • Citlivosť: -140dBm
  • Linkový zisk: 165dB
  • Odolnosť voči rušeniu: Veľmi vysoká
  • Dosah LoS: 50km outdoor, 3 km indoor
  • Zabezpečenie: Šifrovanie AES128
  • Lokalizácia/Mobilta: Áno
  • Roaming: Bezplatný

Hardvérové riešenie

LORAWAN umožňuje obojsmernú ako aj jednosmerné komunikáciu a môže koexistovať s inými komunikačnými sieťovými protokolmi, na krátku aj veľkú vzdialenosť. Nízka spotreba energie je jednou základnou požiadavkou internetu vecí (IoT), to je dôvod, prečo LORAWAN sa snaží aj naďalej posúvať túto hranicu čo najnižšie

Počet správ a dĺžka správy

V jednej správe môžete poslať 256B. Protokolové metadáta už obsahujú časovú pečiatku a aj jedinečný identifikátor ID zariadenia.

Maximálny počet správ, ktorý môže byť poslaný každý deň je neobmedzený.

Využítie v aplikáciach

  • Automatické meranie a odčítavanie údajov AMR, vzdialený monitoring
  • Priemyselná automatizácia a telemetria
  • Riadenie osvetlenia, energie, klimatizácie
  • Identifikačné technológie pre domáce aj priemyselné systémy
  • Utility
  • Spotrebná elektronika
  • Zdravotníctvo
  • Životné prostredie a poľnohospodárstvo
  • Inteligentné budovy
  • Automobilový priemysel
  • Logistika a preprava
  • Smart Cities
  • Prístupové systémy

Základné charakteristiky produktov

  • rádiová technológia s prenosom v pásme ISM 867-869MHz
  • modulácia FSK, (Spread Spectrum
  • dosah v teréne 10km pri priamej viditeľnosti pri 25mW
  • vyžiarený výkon 25mW, -14dBm
  • citlivosť -140dBm
  • typ komunikácie: obojsmerná, nastavovanie parametrov na diaľku
  • nízka spotreba, životnosť batérií až 15 rokov, závisí od hustoty komunikácie 2-140 prenosov/deň
  • topológia siete: Stars of Stars

Princíp prenosu informácie v pevnej rádiovej sieti

LoRaWan Princip prenosu

Produkty s technológiou LoRaWan pre systémy AMR

Adeunis LoRAaWAN transmitter with pulse interfaces

AdeunisRF LoRAaWAN transmitter with pulse interfaces

Pulzný transmitter LoRaWAN Adeunis RF je ready-to-use rádiový modul sprostredkujúci vysielať dáta z vodomerov, elektromerov, plynomerov a meračov tepla. Pulzný transmiter LoRaWAN zabezpečuje pripojenie do siete operátora LoRaWAN. Na pulzný transmiter Adeunis LoRaWAN môžme použiť pre odpočet 2 meračov súčasne na jednom odbernom mieste.

Konfigurácia transmitera je možná priamo na transmiteri alebo cez sieť (OTA). Na transmiteri môžeme zvoliť periodicitu posielania správ a váhu pulzu.

  • RF výkon: 14dBm (25mW), RF citlivosť: -140dBm, Dosah: až 10km outdoor LoS
  • Sieťový protokol: LoRaWAn V1
  • Vysielacie cykly: 10min., 1hod, 12hod alebo definovaná sieťou
  • História dát
  • Data encryption: AES128
  • Výstrahy: koniec životnosti batérie, prerušenie vodičov k snímaču (krádež)
  • Napájanie: pracovné napätie 3.6V nominal, batéria Li-SOCl2 so životnosťou do 10 rokov
  • Rozsah pracovných teplôt: -20°C až +75°C
  • Rozmery a hmotnosť: 105 x 50 x 27 mm, 80gr
  • IP krytie: IP67 (na požiadavku IP68)
Adeunis LoRaWAN transmitter with ANA/DIG Sensor interfaces

AdeunisRF LoRaWAN transmitter with ANA/DIG Sensor interfaces

Senzorový transmitter AdeunisRF LoRaWAN je ready-to-use rádiový modul sprostredkujúci vysielanie dát zo analógových senzorov 0-10V, 4-20mA, dry kontaktov do siete LoRaWAN.

Senzorový transmitter LoRaWAN zabezpečuje pripojenie do siete operátora LoRaWAN všetky druhy senzorov – teplota, tlak, hladina, CO2, rýchlosť, jas otvorenie...... Na senzorový transmiter Adeunis LoRaWAN môžme pripojiť 2 senzory. Konfigurácia transmitera je možná priamo na transmiteri alebo cez sieť (OTA). Na transmiteri môžeme zvoliť peridicitu posielania správ.

  • RF výkon: 14dBm (25mW), RF citlivosť: -140dBm, Dosah: až 10km outdoor LoS
  • Sieťový protokol: LoRaWAn V1
  • Vysielacie cykly: 10min., 1hod, 12hod alebo definovaná sieťou
  • História dát
  • Kompatibilita: Ľubovoľný senzor 0-10V, 4-20mA & s dry kontakt
  • Data encryption: AES128
  • Výstrahy: koniec životnosti batérie, prerušenie vodičov k snímaču (krádež)
  • Napájanie: pracovné napätie 3.6V nominal, batéria Li-SOCl2 so životnosťou do 10 rokov
  • Rozsah pracovných teplôt: -20°C až +75°C
  • Rozmery a hmotnosť: 105 x 50 x 27 mm, 80gr
  • IP krytie: IP67 (na požiadavku IP68)
Adeunis LoRaWAN RF Demonstrator

Adeunis LoRaWAN RF Demonstrator

AdeunisRF LoRaWAN Demonstrator je testovacie zariadenie pre overovanie prítomnosti siete LoRa, pred nasadzovaním koncových zariadení.

Obsahuje 3 integrované senzory (GPS, akcelerometer, teplomer) z ktorých údaje priebežne vysiela do siete SIGFOX. Zariadenie je čiastočne vhodné aj na overenie aplikácií ako sú senzorové siete, merače v inteligentných budovách, pre oblasť security, alebo pre M2M. Tieto aplikácie môžu takto jednoducho on site validované pred vlastným nasadzovaním infraštruktúry. So vstavanou nabíjateľnou batériou je schopne pracovať dlhé hodiny. Zariadenie je certifikované LoRaWAN V1.

  • RF výkon: 14dBm (25mW), RF citlivosť: -140dBm, Frekvencia: 863-870 MHz Dosah: do 15 km Modulácia: LoRa
  • Firmware: manažment senzorov – GPS, teplota, akcelerometer
  • Sieťový protokol: LoRaWAN V1
  • Harware:modul ADEUNIS Lo868, USB port pre nabíjanie batérie, tlačidlá pre GPS a aktiváciu teploty
  • Napájanie: batéria nabíjacia 2Ah, práceschopnosť asi 20 hodín
  • Rozsah pracovných teplôt: -40°C až +85°C
  • Rozmery a hmotnosť: 180 x 61 x 19 mm, 150gr
  • Normy: EN 300-220V2010
  • Certifikované Alianciou LoRa
WavePort USB, 868MHz, 25mW

AdeunisRF Field Test Device LoRaWAN

AdeunisRF Field Test Device LoRAaWAN je testovacie zariadenie pre overovanie prítomnosti siete LoRaWan, pred nasadzovaním koncových zariadení.

Obsahuje 3 integrované senzory (GPS, akcelerometer, teplomer) z ktorých údaje priebežne vysiela do siete LoRaWan. Zariadenie je čiastočne vhodné aj na overenie aplikácií ako sú senzorové siete, merače v inteligentných budovách, pre oblasť security, alebo pre M2M. Vstavaný display zobrazuje informácie o intenzite signálu a ďalšie stavové informácie. So vstavanou nabíjateľnou batériou je schopne pracovať dlhé hodiny. Zariadenie je certifikované LoRaWAN V1.0 Class A & C.

  • RF výkon: 14dBm (25mW), RF citlivosť: -126dBm, Frekvencia: 863-870MHz, Dosah: do 15 km
  • Firmware: LoRaWAN V1 network protocol, Modulácia: LoRa
  • Harware: USB port pre nabíjanie batérie, tlačidlá voľbu funkcie a odsielanie správ
  • Napájanie: batéria nabíjacia 2Ah, práceschopnosť asi 10 hodín
  • Display: mono LCD, informácie o GPS, teplota, batéria, LoRaWAN RSSI/SNR
  • Rozsah pracovných teplôt: -20°C až +75°C
  • Rozmery a hmotnosť: 180 x 72 x 21 mm, 150gr
  • Normy: EN300-220 V2012
WavePort USB, 868MHz, 25mW

SolidusTech LoRaWAN čítač impulzov

LoRaWAN čitač impulzov je postavený na transceiveri, ktorý spĺňa špecifikáciu LoRaWAN 1.0 a je úplne prispôsobený na batériovú prevádzku ako zariadenie triedy A a B v infraštruktúrach LoRaWan sietí. Čidlom LoRaWAN čitača impulzov je inkrementálny čitač so sériovým posuvným registrom v technlógii CMOS pre veľmi nízku spotrebu energie pri trvalej prevádzke.

Prevdenie umožnuje výmenu batérie čo značne znižuje dlhodobé investície do technológie.
Pripojenie antény je riešené v podobe SMA konektora vďaka čoku je možné zvoliť vhodný typ v prípade slabšej dostupnosti signálu.

  • Firmware: LoRaWAN V1 network protocol, Modulácia: LoRa
  • Napájanie: vymeniteľná batéria 3,7V 2300mAh, na požiadanie verzia s trvalým napájaním
  • Odber v stave dlhodobého spánku: 20μA
  • Priemerný odber prikomunikácii 2x denne: 100μA
  • Rozsah pracovných teplôt: -20°C až +85°C
  • Rozmery: 105 x 58 x 35 mm (bez antény)
  • Krytie: IP65

 

Kontakt
Dodávateľ riešení pre AMR, Smart Metering a IoT

Macro Components s.r.o.

Dolné Rudiny 1, 010 01 Žilina
+421 41 7634 181
+421 918 410 834
amr@amr.sk
http://www.amr.sk
http://www.macro.sk

Napíšte nám ...
Pošlite nám otázku, budeme Vás spätne kontaktovať

 
 
 

 

AMR.sk

Copyright Macro Components s.r.o. © 2008-2017