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?
- Sluttenhet: måleren eller sensoren. Den sender dataene sine via radio uten å være knyttet til en bestemt gateway.
- Gateway: tar imot alle LoRa-pakker innenfor rekkevidde og videresender dem via Ethernet eller mobilnett til nettverksserveren.
- Nettverksserver: kontrollerer pakkene, fjerner dobbeltmottatte og administrerer enheter og nøkler. Eksempler er The Things Network og ChirpStack.
- 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?
| Klasse | Mottak | Strømforbruk | Typisk bruk |
|---|---|---|---|
| A | to korte mottaksvinduer etter hver sending | svært lavt | batteridrevne sensorer, vannmålere |
| B | ekstra mottaksvinduer etter tidsplan | lavt | enheter som mottar kommandoer på faste tidspunkter |
| C | mottak åpent nesten hele tiden | høyere | nettforsynte 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.