Kunnskap/Grensesnitt forklart/LoRa og LoRaWAN

Grensesnitt forklartLoRaWAN

Hva er LoRaWAN? LoRa og LoRaWAN for målere forklart

LoRaWAN er et radionettverk for små datamengder over store avstander. Målere sender verdiene sine med faste intervaller til en gateway; det trengs ingen kabel til måleren. LoRa er radioteknikken under, LoRaWAN nettverksprotokollen over.

Det viktigste kort fortalt

  • LoRa er en radiomodulasjon med chirp-spredt spektrum: stor rekkevidde, lav datahastighet.
  • LoRaWAN er LoRa Alliances nettverksprotokoll med gatewayer, nettverksserver og kryptering.
  • I Europa sender LoRaWAN lisensfritt i båndet 863–870 MHz med begrenset sendetid (duty cycle).
  • Enheter melder seg på nettverket via OTAA med DevEUI, JoinEUI og AppKey.
  • Egnet for kvarters- eller timesverdier, ikke for sekundverdier.

På denne siden

Hva er forskjellen mellom LoRa og LoRaWAN?

LoRa er radioteknikken: en modulasjon som sprer et smalt signal så bredt at det fortsatt gjenkjennes under støyen. Det gir rekkevidde og koster datahastighet. LoRaWAN er nettverksprotokollen over. Den regulerer hvordan enheter melder seg på, hvordan dataene krypteres og hvordan de kommer fra gatewayen til nettverksserveren. Mer i artikkelen LoRa eller LoRaWAN?.

Hvordan er et LoRaWAN-nettverk bygget opp?

  1. Sluttenhet: måleren eller sensoren. Den sender dataene sine via radio uten å være knyttet til en bestemt gateway.
  2. Gateway: tar imot alle LoRa-pakker innenfor rekkevidde og videresender dem via Ethernet eller mobilnett til nettverksserveren.
  3. Nettverksserver: kontrollerer pakkene, fjerner dobbeltmottatte og administrerer enheter og nøkler. Eksempler er The Things Network og ChirpStack.
  4. Applikasjonsserver: dekrypterer nyttedataene og sender dem videre til systemet ditt via MQTT, HTTP eller API.

Nyttedataene er kryptert to ganger med AES-128: én gang for nettverket og én gang ende-til-ende for applikasjonen. Gatewayen ser ikke innholdet.

Hvordan melder en enhet seg på: OTAA eller ABP?

Ved OTAA (Over-the-Air Activation) sender enheten en join-forespørsel med DevEUI og JoinEUI. Nettverksserveren kontrollerer den med AppKey og tildeler nye sesjonsnøkler. Ved ABP (Activation by Personalization) er sesjonsnøklene lagret fast i enheten. OTAA er sikrere og den vanlige veien.

Hva betyr klasse A, B og C?

KlasseMottakStrømforbrukTypisk bruk
Ato korte mottaksvinduer etter hver sendingsvært lavtbatteridrevne sensorer, vannmålere
Bekstra mottaksvinduer etter tidsplanlavtenheter som mottar kommandoer på faste tidspunkter
Cmottak åpent nesten hele tidenhøyerenettforsynte enheter som strømmålere

Hvilken rekkevidde har LoRaWAN?

Utendørs er flere kilometer vanlig, på landet med fri sikt også betydelig mer. I bygninger er rekkevidden kortere: Betongdekker, ståldører og målerskap demper signalet kraftig, og kjellere er ofte det vanskeligste. En gateway i bygget eller en ekstern antenne på måleren løser det som regel.

Hvor langt en pakke når, avhenger også av spredningsfaktoren, SF7 til SF12. En høyere spredningsfaktor rekker lenger, men overføringen tar lengre tid og bruker dermed mer av den begrensede sendetiden. Med ADR (Adaptive Data Rate) velger nettverksserveren for hver enhet den laveste spredningsfaktoren som fortsatt kommer pålitelig fram.

Hvorfor leverer ikke LoRaWAN sekundverdier?

I EU868-båndet kan en enhet i de fleste delbånd sende høyst 1 % av tiden. Ved høy spredningsfaktor kan én enkelt pakke vare over ett sekund, og pausen etterpå blir tilsvarende lang. For målere er det ingen ulempe: Én verdi hvert 15. minutt holder for avregning og lastprofil.

En LoRaWAN-pakke er dessuten bare noen få dusin byte stor og binærkodet. For å gjøre bytene om til målerstander trenger nettverks- eller applikasjonsserveren en dekoder for den aktuelle enheten. Hvordan det gjøres, viser artikkelen Dekoding av LoRa-payload.

LoRaWAN med enheter fra EMU

Strømmåleren EMU Professional II med LoRa arbeider etter LoRaWAN 1.0.3 i klasse C, melder seg som standard på via OTAA og sender hvert 15. minutt forbruk og innmating per tariff. Den finnes med intern antenne eller i tillegg med SMA-kontakt for en ekstern antenne.

For The Things Network finnes en enhetsmal, og dekoderen gjør vi tilgjengelig på GitHub. Veiledningen står under EMU Professional II LoRa i The Things Network. Vil du ikke drive en egen nettverksserver, mottar du verdiene direkte i Joulio-Web med integrert nettverksserver.

Vanlige spørsmål


Er LoRa det samme som LoRaWAN?

Nei. LoRa er radioteknikken, LoRaWAN nettverksprotokollen med gatewayer, nettverksserver og kryptering som bygger på LoRa.

Trenger jeg min egen gateway?

Ikke nødvendigvis. Der et offentlig nettverk som The Things Network eller en tilbyders nettverk har dekning, er det nok. For målere i kjelleren, eller når tilgjengeligheten må garanteres, er en egen gateway i bygget som regel det beste valget.

Er LoRaWAN kryptert?

Ja. Nyttedataene er kryptert med AES-128, adskilt for nettverket og for applikasjonen. Gateway og nettverksoperatør ser ikke måleverdiene.

Hvor ofte kan en LoRaWAN-måler sende?

Det begrenses av duty cycle og spredningsfaktor. Vanlig er intervaller fra 15 minutter til én time. EMU Professional II sender som standard hvert 15. minutt.

Hva er forskjellen mellom LoRaWAN og Wireless M-Bus?

Begge sender på 868 MHz, men de er ikke kompatible. Wireless M-Bus er ment for avlesning av målere over korte avstander, for eksempel via innsamlere i bygget. LoRaWAN er et nettverk med gatewayer og nettverksserver som dekker større avstander og leverer dataene direkte til målsystemet.

Les mer


SEITEStrømmåler med LoRaEMU Professional II med LoRaWAN SEITEThe Things NetworkIntegrer EMU Professional II LoRa SEITELoRa eller LoRaWAN?De to begrepene tydelig skilt SEITEGrensesnitt forklartAlle fem grensesnitt sammenlignet

Lese av målere via radio?


Send oss antall målere, plasseringen deres i bygget og målsystemet. Vi forteller deg om LoRaWAN passer, og hva som skal til.

Telefon
+41 (0)41 545 03 00

Teknisk support
helpdesk [at] emuag.ch
Supportskjema →