Vad är skillnaden mellan LoRa och LoRaWAN?
LoRa är radiotekniken: en modulering som sprider en smal signal så brett att den fortfarande känns igen under bruset. Det ger räckvidd och kostar datahastighet. LoRaWAN är nätverksprotokollet ovanpå. Det reglerar hur enheter ansluter, hur data krypteras och hur det kommer från gatewayen till nätverksservern. Mer i artikeln LoRa eller LoRaWAN?.
Hur är ett LoRaWAN-nätverk uppbyggt?
- Slutenhet: mätaren eller sensorn. Den skickar sina data via radio utan att vara knuten till en viss gateway.
- Gateway: tar emot alla LoRa-paket inom räckhåll och vidarebefordrar dem via Ethernet eller mobilnät till nätverksservern.
- Nätverksserver: kontrollerar paketen, tar bort dubbelt mottagna och hanterar enheter och nycklar. Exempel är The Things Network och ChirpStack.
- Applikationsserver: dekrypterar nyttodata och skickar det vidare till ditt system via MQTT, HTTP eller API.
Nyttodata är krypterat två gånger med AES-128: en gång för nätverket och en gång från ände till ände för applikationen. Gatewayen ser inte innehållet.
Hur ansluter sig en enhet: OTAA eller ABP?
Vid OTAA (Over-the-Air Activation) skickar enheten en join-förfrågan med DevEUI och JoinEUI. Nätverksservern kontrollerar den med AppKey och tilldelar nya sessionsnycklar. Vid ABP (Activation by Personalization) är sessionsnycklarna fast lagrade i enheten. OTAA är säkrare och det vanliga sättet.
Vad betyder klass A, B och C?
| Klass | Mottagning | Strömförbrukning | Typisk användning |
|---|---|---|---|
| A | två korta mottagningsfönster efter varje sändning | mycket låg | batteridrivna sensorer, vattenmätare |
| B | extra mottagningsfönster enligt schema | låg | enheter som tar emot kommandon vid fasta tider |
| C | mottagning öppen nästan hela tiden | högre | nätmatade enheter som elmätare |
Vilken räckvidd har LoRaWAN?
Utomhus är flera kilometer vanligt, på landsbygden med fri sikt även betydligt mer. Inne i byggnader är räckvidden kortare: betongbjälklag, ståldörrar och mätarskåp dämpar signalen kraftigt, och källare är ofta svårast. En gateway i byggnaden eller en extern antenn på mätaren löser det oftast.
Hur långt ett paket når beror också på spridningsfaktorn, SF7 till SF12. En högre spridningsfaktor når längre men tar längre tid att sända och använder därmed mer av den begränsade sändtiden. Med ADR (Adaptive Data Rate) väljer nätverksservern för varje enhet den lägsta spridningsfaktor som fortfarande når fram tillförlitligt.
Varför levererar LoRaWAN inga sekundvärden?
I EU868-bandet får en enhet i de flesta delband sända högst 1 % av tiden. Vid hög spridningsfaktor kan ett enda paket ta över en sekund, och pausen efteråt blir motsvarande lång. För mätare är det ingen nackdel: ett värde var 15:e minut räcker för debitering och lastprofil.
Ett LoRaWAN-paket är dessutom bara några dussin byte stort och binärkodat. För att göra om byten till mätarställningar behöver nätverks- eller applikationsservern en avkodare för den aktuella enheten. Hur det går till visar artikeln Avkoda LoRa-payload.
LoRaWAN med enheter från EMU
Elmätaren EMU Professional II med LoRa arbetar enligt LoRaWAN 1.0.3 i klass C, ansluter som standard via OTAA och skickar var 15:e minut förbrukning och inmatning per tariff. Den finns med intern antenn eller dessutom med SMA-kontakt för en extern antenn.
För The Things Network finns en enhetsmall, och avkodaren tillhandahåller vi på GitHub. Guiden finns under EMU Professional II LoRa i The Things Network. Om du inte vill driva en egen nätverksserver tar du emot värdena direkt i Joulio-Web med integrerad nätverksserver.