Hvad er forskellen på LoRa og LoRaWAN?
LoRa er radioteknikken: en modulation, der spreder et smalt signal så bredt, at det stadig genkendes under støjen. Det giver rækkevidde og koster datahastighed. LoRaWAN er netværksprotokollen ovenpå. Den regulerer, hvordan enheder tilmelder sig, hvordan data krypteres, og hvordan de kommer fra gatewayen til netværksserveren. Mere i artiklen LoRa eller LoRaWAN?.
Hvordan er et LoRaWAN-netværk opbygget?
- Slutenhed: måleren eller sensoren. Den sender sine data via radio uden at være tilknyttet en bestemt gateway.
- Gateway: modtager alle LoRa-pakker inden for rækkevidde og videresender dem via Ethernet eller mobilnet til netværksserveren.
- Netværksserver: kontrollerer pakkerne, fjerner dobbeltmodtagne og administrerer enheder og nøgler. Eksempler er The Things Network og ChirpStack.
- Applikationsserver: dekrypterer nyttedataene og sender dem videre til dit system via MQTT, HTTP eller API.
Nyttedataene er krypteret to gange med AES-128: én gang for netværket og én gang end-to-end for applikationen. Gatewayen ser ikke indholdet.
Hvordan tilmelder en enhed sig: OTAA eller ABP?
Ved OTAA (Over-the-Air Activation) sender enheden en join-anmodning med DevEUI og JoinEUI. Netværksserveren kontrollerer den med AppKey og tildeler nye sessionsnøgler. Ved ABP (Activation by Personalization) er sessionsnøglerne fast gemt i enheden. OTAA er sikrere og den almindelige vej.
Hvad betyder klasse A, B og C?
| Klasse | Modtagelse | Strømforbrug | Typisk anvendelse |
|---|---|---|---|
| A | to korte modtagevinduer efter hver udsendelse | meget lavt | batteridrevne sensorer, vandmålere |
| B | ekstra modtagevinduer efter tidsplan | lavt | enheder, der modtager kommandoer på faste tidspunkter |
| C | modtagelse åben næsten hele tiden | højere | netforsynede enheder som strømmålere |
Hvilken rækkevidde har LoRaWAN?
Udendørs er flere kilometer almindeligt, på landet med frit udsyn også betydeligt mere. I bygninger er rækkevidden kortere: Betondæk, ståldøre og målerskabe dæmper signalet kraftigt, og kældre er ofte de sværeste. En gateway i bygningen eller en ekstern antenne på måleren løser det som regel.
Hvor langt en pakke når, afhænger også af spredningsfaktoren, SF7 til SF12. En højere spredningsfaktor rækker længere, men overførslen tager længere tid og bruger dermed mere af den begrænsede sendetid. Med ADR (Adaptive Data Rate) vælger netværksserveren for hver enhed den laveste spredningsfaktor, der stadig når pålideligt frem.
Hvorfor leverer LoRaWAN ikke sekundværdier?
I EU868-båndet må en enhed i de fleste delbånd højst sende 1 % af tiden. Ved høj spredningsfaktor kan en enkelt pakke vare over et sekund, og pausen bagefter er tilsvarende lang. For målere er det ingen ulempe: Én værdi hvert 15. minut er nok til afregning og belastningsprofil.
En LoRaWAN-pakke er desuden kun nogle få dusin byte stor og binært kodet. For at gøre bytene til målerstande skal netværks- eller applikationsserveren have en dekoder til den pågældende enhed. Hvordan det gøres, viser artiklen Dekod LoRa-payload.
LoRaWAN med enheder fra EMU
Strømmåleren EMU Professional II med LoRa arbejder efter LoRaWAN 1.0.3 i klasse C, tilmelder sig som standard via OTAA og sender hvert 15. minut forbrug og levering pr. tarif. Den fås med intern antenne eller desuden med SMA-stik til en ekstern antenne.
Til The Things Network findes en enhedsskabelon, og dekoderen stiller vi til rådighed på GitHub. Vejledningen står under EMU Professional II LoRa i The Things Network. Hvis du ikke vil drive din egen netværksserver, modtager du værdierne direkte i Joulio-Web med integreret netværksserver.