Koja je razlika između LoRe i LoRaWAN-a?
LoRa je radio tehnika: modulacija koja uski signal raspršuje tako široko da se prepoznaje i ispod nivoa šuma. To donosi domet, a košta brzinu prenosa. LoRaWAN je mrežni protokol iznad nje. Određuje kako se uređaji prijavljuju, kako se podaci šifruju i kako stižu od gatewaya do mrežnog servera. Više u članku LoRa ili LoRaWAN?.
Kako je organizovana LoRaWAN mreža?
- Krajnji uređaj: brojilo ili senzor. Šalje svoje podatke radio vezom, a da nije dodijeljen određenom gatewayu.
- Gateway: prima sve LoRa pakete u dometu i prosljeđuje ih preko Etherneta ili mobilne mreže mrežnom serveru.
- Mrežni server: provjerava pakete, uklanja dvostruko primljene i upravlja uređajima i ključevima. Primjeri su The Things Network i ChirpStack.
- Aplikacijski server: dešifruje korisne podatke i prosljeđuje ih Vašem sistemu putem MQTT-a, HTTP-a ili API-ja.
Korisni podaci su dvostruko šifrovani algoritmom AES-128: jednom za mrežu i jednom s kraja na kraj za aplikaciju. Gateway 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 server ga provjerava s AppKey i dodjeljuje nove ključeve sesije. Kod ABP (Activation by Personalization) ključevi sesije su trajno sačuvani u uređaju. OTAA je sigurniji i uobičajen način.
Šta znače klase A, B i C?
| Klasa | Prijem | Potrošnja energije | Tipična primjena |
|---|---|---|---|
| A | nakon svakog slanja dva kratka prijemna prozora | vrlo niska | senzori na baterije, brojila vode |
| B | dodatni prijemni prozori prema rasporedu | niska | uređaji koji primaju naredbe u fiksno vrijeme |
| C | prijem otvoren gotovo neprekidno | viša | uređaji napajani iz mreže, kao što su 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. Gateway u zgradi ili vanjska antena na brojilu to obično rješavaju.
Koliko daleko paket stiže zavisi i od faktora raspršenja, od SF7 do SF12. Viši faktor seže dalje, ali prenos traje duže i troši više ograničenog vremena emitovanja. Uz ADR (Adaptive Data Rate) mrežni server za svaki uređaj bira najmanji faktor raspršenja koji još pouzdano stiže.
Zašto LoRaWAN ne isporučuje vrijednosti u sekundi?
U opsegu EU868 uređaj u većini podopsega smije emitovati najviše 1 % vremena. Pri visokom faktoru raspršenja jedan paket može trajati duže od sekunde, a pauza nakon toga je jednako duga. Za brojila to nije nedostatak: jedna vrijednost svakih 15 minuta dovoljna je za obračun i krivu opterećenja.
LoRaWAN paket osim toga ima samo nekoliko desetina bajtova i binarno je kodiran. Da bi bajtovi postali stanja brojila, mrežni ili aplikacijski server 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 unutrašnjom antenom ili dodatno sa SMA priključkom za vanjsku antenu.
Za The Things Network postoji predložak uređaja, a dekoder stavljamo na raspolaganje na GitHubu. Uputstvo se nalazi na stranici EMU Professional II LoRa u The Things Networku. Ko ne želi održavati vlastiti mrežni server, vrijednosti prima direktno u Joulio-Web s integrisanim mrežnim serverom.