Admin February 28, 2018

В мире давно существует wi-fi, LTE, зачем же использовать другие решения для передачи данных. Можно привести конкретный пример. На n-ной улице построили многоэтажку с большим количеством квартир. В каждой квартире установлен счетчик на воду, электричество плюс интернет.

  1.  Много приборов. Одна базовая станция ставится на большую площадь, и все одновременно не смогут пользоваться сетью.
  2.  Частая смена элементов питания. К каждому счетчику придется тянуть кабель, а основной модуль должен работать от батареи. Вышеуказанные сети высосут энергию очень быстро.
  3.  Передатчик имеет ограниченную мощность. Поэтому не нужна большая скорость для передачи данных, главное расстояние.

Что за зверь такой LoRa?
LoRa - технология, которая формирует информацию в радиоволны для передачи данных на сервер. Работает все очень просто. Базовая станция находится в эфире на определенной частоте. Идет запрос от конечного устройства, и она отвечает на этой же волне. При этом ширина канала не более 125 кГц, а скорость 5 кбит/c. Такие параметры быстро передают минимальный пакет данных за короткое время. Так же не последнюю роль играют условия передачи. Ответственен за это SF фактор. Стандартные значения от 7 до 12. Чем выше скорость передачи, тем больше помех и SF фактор выше.

Всю информацию принимает шлюз, который передает ее дальше к центральному серверу. Именно он решает через какой шлюз отправить обратно запрос. Но он не расшифровывает данные от датчиков, этим занимается сервер приложений.


Зачем выбирать LoRa.
Преимущества технологии очевидны.
1. Данный диапазон разрешен в России.
2. Минимальный шум.
3. Вся информация есть в интернете. Все протоколы открыты и в свободном доступе.
4. Большой радиус радиоволн. Можно использовать как в городе, так и на открытых местностях.
5. Работает от батарейки минимум год.
Технологию LoRa предлагает множество компаний. Но часть из них работают под заказ, а часть не предоставляет сервер приложений в пользование.
Для тестирования и создания собственного сервера можно взять три базовые станции.
1. Kerlink (Франция).
2. Вега (Россия).
3. Cisco (США).

Показатели меняются из-за нескольких факторов: плотность застройки и местность. По итогам Российское оборудование совсем не уступает заграничному.

Для пилотной проверки подключились к счетчикам на воду. Простой счетчик Вега СИ-11 с собственным питанием. Для проверки указали время передачи данных каждый час. Погрешностей в показаниях не было.

Вся система LoRa работает как одно целое. По большей части датчики работают в автономном режиме. Когда начинается передача информации, конечной точке отвечают несколько датчиков и взаимодействие происходит с тем, у кого канал шире. Можно увеличить количество станций на определенной площади, но не рекомендуется устанавливать слишком плотно.
1) Во-первых, это дорого. Каждое оборудование стоит денег.
2) Прием сигнала лучше идет на высоте. И если располагать другие станции ниже, они постоянно будут спать.
3) Станции занимают эфир. Чем их больше, тем выше вероятность дополнительных помех.
Потребность в технологии LoRa будет всегда. Автоматическое управление, корректировка и сбор данных дистанционно облегчит работу и не допустит ошибок. Увеличение числа потребителей лучший показатель актуальности данной системы.

Admin February 28, 2018

Самая распространенная технология – это LoRaWAN. Она появилась не так давно и еще продолжает совершенствоваться. Однако, уже существует много мифов по поводу сети.
МИФ №1. LoRaWAN это и есть LoRa
LoRaWAN является протоколом. Влияет на безопасность сети, длительность службы оборудования, качество. LoRa – обеспечение передачи данных на физическом уровне. Технология, которая формирует информацию в волны для передачи данных на сервер.
МИФ №2. Радиус сигнала менее 10 км
Радиоволны могут распространяться на любое расстояние. Вопрос в оборудовании, качестве местности. Если в городе длина волны не будет превышать 5 км, в поселке, ввиду минимальных застроек, длина увеличится до 10 км. Чем выше базовая станция и меньше помех, тем дальше идет сигнал.
МИФ №3. Устройство должно проработать 10 лет
У аккумулятора длительность жизни 10 лет. Но существуют факторы, способные снизить продолжительность работы. Зависит от условий работы и специфики. Если происходит не только прием, но и передача, расход энергии увеличивается, срок эксплуатации уменьшается.
МИФ №4. В диких местах LoRaWAN работает так же как в городе
Для большого количества устройств скорость сети, составляющая до 50кбит/с, слишком высокая. Данная сеть предназначена для отправки малого количества информации.
МИФ №5. Нельзя принимать данные
Любое устройство, зарегистрированное в сети, может как принимать, так и отправлять данные. Допустим, устройство, размешенное на мосту в горной местности может передавать спасателям данные.
МИФ №6. Пользование сетью небезопасно
Сеть LoRaWAN имеет два уровня безопасности, для сети и для приложений. Безопасность приложения не допускает вмешательства оператора, а безопасность сети регулируется шифрованием данных. Сигал сети практически невозможно заметить.
МИФ №7. Платный доступ к сети.
Существуют открытые серверы, в которых регистрируются новички или любители. Никаких вложений не требуется. Для работы необходимо только конечное устройство.
МИФ №8. Сеть LoRaWAN только для IIoT-датчиков
Это неверное утверждение. Изначально сеть создавалась для мониторинга датчиков. Но на сегодняшний день сеть LoRaWAN используют повсеместно.
МИФ №9. Нет поддержки для новых технологий
Сеть LoRaWAN используют большое количество компаний, который и предоставляют программное обеспечение, подходящие под стандарты.
МИФ №10. Узлы LoRa не отследить без GPS приемников.
Отследить можно, без применения приемников. Необходимо подключить устройство хотя бы к двум шлюзам и просчитать время, которое тратиться на отправку. Через приложение вычисляется время и примерное расположение.
Факты о LoRaWAN.

  • Впервые патент на технологию LoRa получила в 2008 году Франция, в 2012 его купила США.
  • Не требуется лицензирования для работы в сети
  • Оборудование пребывает во сне, пока не настает пора передать данные
  • Приложения и оборудование, не требующие отправки больших данных используют сеть LoRaWAN
  • Большая доступность по всему земному шару

Admin February 13, 2018

В современном мире технологий основой для использования и автоматического управления любыми приборами является дистанционное оборудование. Для того чтобы передать большое количество
информации за маленький срок необходим высокочастотный радиоканал с минимальными помехами. Поэтому к современному оборудованию применяются довольно жесткие критерии.
Изначально для передачи данных использовались GSM-приемники. Но технологии не стоят на месте и на сегодняшний день одной из самых распространенных сетей является LoRaWAN. Данная технология работает в диапазонах, не использующие лицензию, и с оборудованием, потребляющие минимальную мощность –до 14дБ.

Компания Semtech поставляет на рынок чипсеты SX12xx. На их базе можно сконструировать радио модуль для передачи данных точка-точка. Такой способ наиболее дешевый по оборудованию, но требует больших работ от программиста. Необходимо контролировать как сами сеансы, так и потерянные пакеты, в процессе передачи, возможные сбои и блокировка мошеннических действий.


Компания IBM совместно с Semtech представили технологию LoRaWAN, которая изначально включает все функции для безопасной передачи данных. Если представить это в виде схемы, то получим основной сервер с несколькими шлюзами и много маленьких устройств, которые передают информацию через близлежащие шлюзы.
Каждому пользователю автоматически присваивается идентификационный номер, по которому идет распознавание. У каждого устройства тоже есть свой номер и ключ регистрации в службе. Зарегистрироваться можно несколькими способами: OTAA или ABP. Каждый способ предполагает введение ключей и идентификационного номера. Регистрация необходима только один раз.
После прохождения идентификации можно использовать устройство в одном из трех классов.

  1.  Класс А. Большую часть времени проводят во сне, периодически отправляя информацию на сервер. При таком использовании экономится электроэнергия, но невозможно произвести короткий обмен данными.
  2.  Класс С. Прием ведется всегда. Из минусов – большой расход энергии, зато оборудование всегда в сети.
  3.  Класс В. Самый оптимальный вариант, устройство спит, но часто просыпается для отправки данных. В итоге получается среднее энергопотребление и быстрая передача. Однако, серверов, поддерживающих такие устройства, практически нет.

Всю документацию по технологии LoRaWAN можно найти в интернете, где она хранится в свободном доступе.
Клиентские устройства, регистрируемые в сети, зачастую потребляют мало энергии и являются относительно дешевыми. Легкий вариант использовать уже готовые модули с UART-командным интерфейсом. Например, RN2483 от Microchip, может работать в общих сетях и имеет доступ к тестовому режиму.

В некоторых регионах нет открытых сетей, поэтому применяется LoRaWAN-стек от IBM или Semtech. Самая дорогая часть – это шлюз. Он необходим для передачи и ретрансляции данных. Если обобщить, то это передатчик с большим количеством каналов. Самый простой состоит из двух чипсетов и процессора. Чем больше «начинки», тем мощнее шлюз. Но как показывает практика, даже самый простой шлюз способен прекрасно справляться со своей работой. Если необходимо увеличить сеть, то можно добавить еще несколько обычных шлюзов.


На рынке сегодня представлены многофункциональные и дорогие шлюзы, которые адаптированы под большую площадь покрытия. Это модели Wirnet Station от Kerlink и GDOx02 от Manthink. Производители решили представить свое оборудование, которое не будет уступать по функционалу, но значительно уступит в стоимости. Из более бюджетных вариантов можно выделить IC880A от IMST и RHF0M31 от RisingHF.
Но самое интересное это не составляющие сети, а непосредственно регистрация и работа в ней. Итак, проведем тест. На обычную sd-карту был записан образ операционной системы. После введения логина и пароля происходит создание раздела для файловой системы. Для корректировки радиоканала используется обычный драйвер. Приложение packet_forwarder необходимо для обеспечения передачи данных в сети LoRaWAN. После установки необходимо указать IP или имя, с которым будет работать шлюз. Если шлюзов несколько, для каждого прописать MAC-адрес. После этого регистрация в сети завершена.
Центром сети является сервер. Если просто тестировать, то можно взять сервер с открытым кодом. Сначала нужно произвести настройку, прописав шлюзы и клиентские устройства. По итогам получаем тестовую LoRaWAN сеть, где зарегистрированы малопотребляющие устройства.