Сеть LoRaWAN

28 февраля 2018
ПК "СИРИУС"

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.