Specificație pentru rețea de arie largă de joasă putere pentru rețele IoT cu alimentare de la baterii.

Ce este LoRaWAN?

Dacă sunteți în căutarea unui protocol de comunicare între produsele dvs. inteligente și dispozitivele IoT, atunci LoRaWAN™ este o alegere minunată. LoRaWAN™ este o specificație pentru o rețea de arie largă (WAN) cu rază mare de acțiune (longrange – LoRa), care este optimizată pentru a utiliza foarte puțină energie. Aceasta înseamnă că LoRaWAN™ este perfectă pentru puncte finale cu comunicație wireless și alimentare de la baterii dintr-o rețea IoT, putând oferi comunicații bidirecționale sigure la viteze de transfer de date de la 0,3 kbps la 50 kbps.

Aplicațiile tipice ale LoRaWAN™ sunt rețele senzoriale, sisteme de securitate, case inteligente, dispozitive de măsurare inteligente, control industrial și orașe inteligente. Amsterdam a fost primul oraș care a colectat fonduri de la cetățeni (prin crowdfunding) pentru o rețea de date IoT utilizând 10 porți pentru a oferi o acoperire LoRaWAN™ completă.

Razele de acțiune de 2-5km în mediul urban și până la 15km în afara acestuia sunt posibile printr-un echilibru între raza de acțiune a comunicației și durata mesajului pe un spectru larg la frecvențe de ordinul sub GHz și o schemă adaptivă de viteză de transfer de dare. LoRaWAN™ operează în topologie stea, unde porțile oferă o punte transparentă ce trimite și recepționează mesaje între dispozitivele finale și o rețea centrală sau cloud.

Porțile, dispozitive tipic alimentare, comunică prin protocol LoRaWAN™ cu punctele finale înainte de a transmite mesajele prin protocoale tradiționale, cum ar fi Ethernet, 3G sauWi-Fi. Majoritatea punctelor finale dispun de comunicație bidirecțională, însă în orice caz LoRaWAN™ suportă difuzare multiplă pentru upgrade de nod sau distribuire în masă de mesaje de urgență.

Această caracteristică este utilă în special în implementarea rețelelor cu privire la inundații bazate pe LoRaWAN™ cu o rețea de senzori plasați în lungul zonei susceptibile de inundație, pentru a oferi o avertizare din vreme asupra celor potențial afectați.

Pentru implementările LoRaWAN™, care gestionează date naționale critice de infrastructură sau date personale, specificațiile includ câteva nivele de criptare.

Cheie de rețea unică (EUI64)

Cheie de aplicație unică (EUI64)

Cheie specifică a dispozitivului (EUI128)

În funcție de aplicația dvs., dispozitivele finale pot avea diferite clase de funcționalitate.

Clasa A – Clasa dispozitivelor finale de cea mai joasă putere, unde dispozitivele pot transmite (uplink) oricând vor, dar ferestrele de recepționare (downlink) sunt alocate numai după transmisie.

Clasa B – Rețeaua oferă un semnal de tip baliză pe care dispozitivele îl utilizează pentru a deschide ferestre de recepție la momente de timp programate, între care pot transmite.

Clasa C – Modul de operare cel mai solicitant energetic, dispozitivele Clasă C fiind capabile să recepționeze continuu, cu excepția cazului în care transmit.

Marile avantaje ale LoRaWAN sunt:

Raza sa mare de acțiune – fiecare poartă are o rază tipică de acțiune de 15 km. În zonele cu construcții, 1-2 km este o abordare mai realistă.

Cantitate redusă de energie – dispozitivele pot fi operare de la baterii, iar bateriile pot dura până la câțiva ani pentru dispozitive       care trimit date de puține ori pe zi; de exemplu un senzor de parcare sau un senzor care măsoară nivelul apei și oferă avertismente din timp asupra unor potențiale inundații.

Cost redus – porțile LoraWAN pot fi cumpărate și cu un buget redus. O zonă precum  Citirea poate fi acoperită de numai câteva mii de euro. LoraWAN operează la o frecvență de 868MHz, astfel că nu sunt costuri legate de licențiere și nu este nevoie de plătirea unor companii de telecomunicații pentru trimiterea și recepționarea datelor.

În cele ce urmează aveți un exemplu de produs din oferta Aurocon COMPEC care vă poate ajuta la implementarea dispozitivelor dvs. în rețele IoT.

Modul Wifi marca Microchip

Nr. stoc RS 765-2881; Cod producător RN171-I/RM

Microchip RN171 este un modul WiFi compact, 802.11b/g, care simplifică adăugarea de conectivitate WiFi într-un proiect. Modulul integrează tot hardware-ul necesar cu un pachet TCP/IP pentru a oferi un modul complet 802.11b/g. Configurația RN171 se realizează prin comenzi simple ASCII prin UART. Funcțiile de management energetic ale RN171 sunt ideale pentru aplicații portabile cu alimentare de la baterii. Modulul dispune de un circuit de amplificare a bateriei, iar în modul de așteptare consumă doar 4 μA.

Caracteristici diapozitiv

  • Modul LAN wireless complet, embedded, 2.4 GHz IEEE 802.11b/g
  • 14 pini GPIO (patru pini GPIO partajați cu UART)
  • Opt intrări senzoriale analogice
  • Factor de formă compact: 26,67mm x 17,78m x 3,18mm
  • Cristal de cuarț integrat, stabilizator de tensiune intern, circuit de potrivire, amplificator de putere
  • Configurare utilizând comenzi simple ASCII
  • Suportă moduri de rețea SoftAp și infrastructură
  • Aplicații de rețea integrate: TCP, UDP, DHCP, DNS, ICMP, ARP, HTTP Client și
  • FTP Client
  • Pachet complet TCP/IP
  • Adresă MAC unică
  • Upgrade de firmware prin aer utilizând FTP
  • Suportă WPS (WiFiProtectedSetup)
  • Securitate: WEP-128, WPA-PSK (TKIP), WPA2-PSK (AES)
  • Caracteristici RF
  • Frecvență: de la 2,412 la 2,462 GHz
  • Compatibilitate de modulație 802.11b: DSSS (CCK-11, CCK-5.5, DQPSK-2, DBPSK-1)
  • Compatibilitate de modulație 802.11g: OFDM
  • Sensibilitate de recepție (Rx): -83 dBm (tipic)
  • Putere de ieșire: de la 0 la +12 dBm
  • Caracteristici de management energetic
  • Mod “sleep” de ultra-joasă putere (4 μA)
  • Circuit de amplificare și control a bateriei
  • Ceas de timp real pentru memorare timp, auto-sleep și auto-activare
  • Caracteristici tehnice
  • Protocol suportat IEEE 802.11
  • Standarde de securitateWEP, WPA, WPA2
  • Interfețe de magistrală GPIO, SPI, UART
  • Tensiune de alimentare 3→3.7V
  • Dimensiuni 27mm x 18mm x 3,1mm
  • Temperatura maximă de operare +85°C
  • Temperatura minimă de operare -40°C                                             

Oferta completă de produse o găsiți pe site-ul furnizorului https://ro.rsdelivers.com/ .

Aurocon COMPEC Distribuitor: RS Components, SICK, MURR Elektronik, STASTO, Hitachi