Znanje/Sučelja objašnjena/LoRa i LoRaWAN

Sučelja objašnjenaLoRaWAN

Što je LoRaWAN? LoRa i LoRaWAN za brojila objašnjeni

LoRaWAN je radijska mreža za male količine podataka na velike udaljenosti. Brojila šalju svoje vrijednosti u stalnim razmacima pristupniku; kabel do brojila nije potreban. LoRa je radijska tehnika ispod, LoRaWAN mrežni protokol iznad.

Najvažnije ukratko

  • LoRa je radijska modulacija s chirp raspršenim spektrom: velik domet, mala brzina prijenosa podataka.
  • LoRaWAN je mrežni protokol udruženja LoRa Alliance s pristupnicima, mrežnim poslužiteljem i šifriranjem.
  • U Europi LoRaWAN odašilje bez licence u pojasu 863–870 MHz, s ograničenim vremenom odašiljanja (duty cycle).
  • Uređaji se prijavljuju u mrežu putem OTAA s DevEUI, JoinEUI i AppKey.
  • Prikladno za četvrtsatne ili satne vrijednosti, ne za vrijednosti u sekundi.

Na ovoj stranici

Koja je razlika između LoRe i LoRaWAN-a?

LoRa je radijska tehnika: modulacija koja uski signal raspršuje tako široko da se prepoznaje i ispod razine šuma. To donosi domet, a košta brzinu prijenosa. LoRaWAN je mrežni protokol iznad nje. Određuje kako se uređaji prijavljuju, kako se podaci šifriraju i kako stižu od pristupnika do mrežnog poslužitelja. Više u članku LoRa ili LoRaWAN?.

Kako je ustrojena LoRaWAN mreža?

  1. Krajnji uređaj: brojilo ili senzor. Šalje svoje podatke radijski, a da nije dodijeljen određenom pristupniku.
  2. Pristupnik: prima sve LoRa pakete u dometu i prosljeđuje ih preko Etherneta ili mobilne mreže mrežnom poslužitelju.
  3. Mrežni poslužitelj: provjerava pakete, uklanja dvostruko primljene i upravlja uređajima i ključevima. Primjeri su The Things Network i ChirpStack.
  4. Aplikacijski poslužitelj: dešifrira korisne podatke i prosljeđuje ih Vašem sustavu putem MQTT-a, HTTP-a ili API-ja.

Korisni podaci dvostruko su šifrirani algoritmom AES-128: jednom za mrežu i jednom s kraja na kraj za aplikaciju. Pristupnik ne vidi sadržaj.

Kako se uređaj prijavljuje: OTAA ili ABP?

Kod OTAA (Over-the-Air Activation) uređaj šalje zahtjev za pridruživanje s DevEUI i JoinEUI. Mrežni poslužitelj ga provjerava s AppKey i dodjeljuje nove ključeve sesije. Kod ABP (Activation by Personalization) ključevi sesije trajno su pohranjeni u uređaju. OTAA je sigurniji i uobičajen način.

Što znače klase A, B i C?

KlasaPrijamPotrošnja energijeTipična primjena
Anakon svakog slanja dva kratka prijamna prozoravrlo niskasenzori na baterije, brojila vode
Bdodatni prijamni prozori prema rasporeduniskauređaji koji primaju naredbe u fiksno vrijeme
Cprijam otvoren gotovo neprekidnovišauređaji napajani iz mreže, poput brojila električne energije

Kakav domet ima LoRaWAN?

Na otvorenom je uobičajeno nekoliko kilometara, na selu uz slobodan pogled i znatno više. U zgradama je domet kraći: betonske ploče, metalna vrata i ormari brojila snažno prigušuju signal, a podrumi su često najzahtjevniji. Pristupnik u zgradi ili vanjska antena na brojilu to obično rješavaju.

Koliko daleko paket stiže ovisi i o faktoru raspršenja, od SF7 do SF12. Viši faktor seže dalje, ali prijenos traje dulje i troši više ograničenog vremena odašiljanja. Uz ADR (Adaptive Data Rate) mrežni poslužitelj za svaki uređaj odabire najmanji faktor raspršenja koji još pouzdano stiže.

Zašto LoRaWAN ne isporučuje vrijednosti u sekundi?

U pojasu EU868 uređaj u većini podpojaseva smije odašiljati najviše 1 % vremena. Pri visokom faktoru raspršenja jedan paket može trajati dulje od sekunde, a stanka nakon toga jednako je duga. Za brojila to nije nedostatak: jedna vrijednost svakih 15 minuta dovoljna je za obračun i krivulju opterećenja.

LoRaWAN paket osim toga ima samo nekoliko desetaka bajtova i binarno je kodiran. Da bi bajtovi postali stanja brojila, mrežni ili aplikacijski poslužitelj treba dekoder za određeni uređaj. Kako se to radi, prikazuje članak Dekodiranje LoRa payloada.

LoRaWAN s uređajima EMU

Brojilo EMU Professional II s LoRom radi prema LoRaWAN 1.0.3 u klasi C, standardno se prijavljuje putem OTAA i svakih 15 minuta šalje potrošnju i predaju po tarifama. Dostupno je s unutarnjom antenom ili dodatno sa SMA priključkom za vanjsku antenu.

Za The Things Network postoji predložak uređaja, a dekoder stavljamo na raspolaganje na GitHubu. Uputa se nalazi na stranici EMU Professional II LoRa u The Things Networku. Tko ne želi održavati vlastiti mrežni poslužitelj, vrijednosti prima izravno u Joulio-Web s integriranim mrežnim poslužiteljem.

Česta pitanja


Je li LoRa isto što i LoRaWAN?

Nije. LoRa je radijska tehnika, LoRaWAN mrežni protokol s pristupnicima, mrežnim poslužiteljem i šifriranjem koji se temelji na LoRi.

Trebam li vlastiti pristupnik?

Ne nužno. Gdje javna mreža poput The Things Networka ili mreža nekog operatera ima pokrivenost, to je dovoljno. Za brojila u podrumu ili kada dostupnost mora biti zajamčena, vlastiti pristupnik u zgradi obično je bolji izbor.

Je li LoRaWAN šifriran?

Da. Korisni podaci šifrirani su algoritmom AES-128, odvojeno za mrežu i za aplikaciju. Pristupnik i operater mreže ne vide mjerne vrijednosti.

Koliko često LoRaWAN brojilo može slati?

To ograničavaju duty cycle i faktor raspršenja. Uobičajeni su razmaci od 15 minuta do jednog sata. EMU Professional II standardno šalje svakih 15 minuta.

Koja je razlika između LoRaWAN-a i Wireless M-Busa?

Oba odašilju na 868 MHz, ali nisu kompatibilni. Wireless M-Bus namijenjen je očitanju brojila na kratkim udaljenostima, na primjer preko sakupljača u zgradi. LoRaWAN je mreža s pristupnicima i mrežnim poslužiteljem koja premošćuje veće udaljenosti i isporučuje podatke izravno u ciljni sustav.

Pročitajte više


SEITEBrojilo s LoRomEMU Professional II s LoRaWAN-om SEITEThe Things NetworkUključivanje EMU Professional II LoRa SEITELoRa ili LoRaWAN?Dva pojma jasno razgraničena SEITESučelja objašnjenaUsporedba svih pet sučelja

Očitavati brojila radijski?


Pošaljite nam broj brojila, njihov položaj u zgradi i ciljni sustav. Reći ćemo Vam odgovara li LoRaWAN i što je za to potrebno.

Telefon
+41 (0)41 545 03 00

Tehnička podrška
helpdesk [at] emuag.ch
Obrazac za podršku →