LoRa и LoRaWAN: революция в подключении к Интернету вещей

Что такое LoRа

LoRa (Long Range) — это метод модуляции в маломощной глобальной беспроводной сети, разработанный компанией Semtech. Он работает в нелицензируемых диапазонах частот, позволяя устройствам обмениваться данными на больших расстояниях при минимальном потреблении энергии. LoRa работает с высокой дальностью действия, при этом модулированные радиоволны способны проникать сквозь стены и здания. Еще одно важное преимущество — экономичность: это делает LoRa идеальным решением для проектов IoT-сети.

Технология LoRa предназначена для обеспечения двусторонней связи между датчиками и шлюзами, действующими как мосты между датчиками и сервером администратора сети (центр обработки полученных данных).

Что такое LoRaWAN

LoRaWAN (глобальная сеть дальнего действия) — это сетевой протокол, построенный на основе технологии LoRa. Он реализует необходимую коммуникационную инфраструктуру для устройств LoRa. LoRaWAN работает по топологии «звезда из звезд», когда несколько конечных устройств взаимодействуют с одним или несколькими шлюзами.

Архитектура LoRaWAN состоит из трех основных компонентов:

Конечные устройства — датчики или устройства, развернутые в полевых условиях. Они собирают данные из окружающей среды, снимают какую-либо метрику или контролируют параметры различных систем.

Шлюзы получают данные от конечных устройств и передают их на сетевой сервер. Они играют жизненно важную роль в процессе связи, управляя несколькими конечными устройствами в зоне своего покрытия.

Сетевой сервер отвечает за управление сетью, обработку аутентификации и маршрутизацию данных между конечными устройствами и сервером приложений.

Чем отличаются LoRa и LoRaWAN

Ключевое различие между LoRa и LoRaWAN заключается в их функциях и сфере применения. LoRa — это технология физического уровня, отвечающая за модуляцию и демодуляцию радиосигналов, а LoRaWAN — сетевой уровень, управляющий связью между конечными устройствами и серверами приложений.

Другими словами, LoRa — это технология связи, обеспечивающая передачу данных на большие расстояния с низким энергопотреблением, а LoRaWAN — сетевая инфраструктура, управляющая связью между конечными устройствами и сервером.

Как работают LoRa и LoRaWAN

Рассмотрим, как LoRa и LoRaWAN работают вместе, чтобы обеспечить стабильное подключение к Интернету вещей:

Шаг 1: фиксация данных

Оснащенные датчиками устройства IoT собирают данные из своего окружения. Эти датчики могут измерять множество параметров: от температуры и влажности до геолокации и качества воздуха.

Шаг 2: передача данных 

Конечные устройства используют модуляцию LoRa для передачи собранных данных в виде пакетов.

Шаг 3: прием данных

Шлюзы в радиусе действия конечных устройств принимают передаваемые пакеты данных.

Шаг 4: пересылка данных

Шлюзы пересылают полученные данные на сетевой сервер, служащий центром управления сети LoRaWAN.

Шаг 5: управление сетью

Сетевой сервер управляет сетью LoRaWAN, выполняя такие задачи, как аутентификация, шифрование данных и маршрутизация.

Шаг 6: облачная связь

После аутентификации данные безопасно передаются с сетевого сервера на сервер приложений или в облако, где их можно анализировать и обрабатывать.

Важность технологий в современном мире

LoRa и LoRaWAN приобретают все большее значение в современном мире благодаря нескольким факторам:

Экономическая эффективность. Малое энергопотребление LoRa и LoRaWAN снижает потребность в частой замене батареи. Это значительно экономит средства для предприятий, развертывающих решения IoT.

Масштабируемость. Топология сети LoRaWAN «звезда из звезд» позволяет сети быстро масштабироваться, размещая большое количество устройств в одной системе.

Расширенный диапазон. Возможности LoRa обеспечивают беспрепятственную связь на расстоянии нескольких километров. Это делает решение подходящим для датчиков, размещенных на обширной территории.

Универсальность: эти технологии находят применение в различных отраслях, включая умные города, сельское хозяйство, отслеживание активов, промышленную автоматизацию и мониторинг окружающей среды.

Преимущества для бизнеса

Внедрение LoRa и LoRaWAN может принести значительную пользу предприятиям:

Эффективность. Устройства и сети IoT на базе LoRa и LoRaWAN обеспечивают мониторинг данных в режиме реального времен. Это позволяет повысить эффективность работы и оперативно принимать обоснованные решения.

Экономия средств. Низкое энергопотребление и минимальные требования к инфраструктуре позволяют компаниям экономить на развертывании и обслуживании сети.

Новые потоки доходов. LoRaWAN помогает предприятиям предлагать инновационные услуги и решения, что позволяет открыть дополнительные источники доходов.

Аналитические данные. Устройства с поддержкой LoRa могут предоставить ценную информацию. Такие данные помогают расширить внутреннюю аналитику компаний, оптимизировать процессы и улучшить качество обслуживания клиентов.

Технологии LoRa и LoRaWAN стали важной частью Интернета вещей. Их дальность, энергоэффективность и экономичность открывают новые возможности для бизнеса. С развитием этих технологий появятся еще более передовые приложения, делая будущее более комфортным и эффективным.