Kunskap/Gränssnitt förklarade/LoRa och LoRaWAN

Gränssnitt förklaradeLoRaWAN

Vad är LoRaWAN? LoRa och LoRaWAN för mätare förklarade

LoRaWAN är ett radionätverk för små datamängder över stora avstånd. Mätare skickar sina värden med fasta intervall till en gateway; ingen kabel till mätaren behövs. LoRa är radiotekniken under, LoRaWAN nätverksprotokollet ovanpå.

Det viktigaste i korthet

  • LoRa är en radiomodulering med chirp-spritt spektrum: lång räckvidd, låg datahastighet.
  • LoRaWAN är LoRa Alliances nätverksprotokoll med gateways, nätverksserver och kryptering.
  • I Europa sänder LoRaWAN licensfritt i bandet 863–870 MHz med begränsad sändtid (duty cycle).
  • Enheter ansluter till nätverket via OTAA med DevEUI, JoinEUI och AppKey.
  • Lämpligt för kvarts- eller timvärden, inte för sekundvärden.

På den här sidan

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?

  1. Slutenhet: mätaren eller sensorn. Den skickar sina data via radio utan att vara knuten till en viss gateway.
  2. Gateway: tar emot alla LoRa-paket inom räckhåll och vidarebefordrar dem via Ethernet eller mobilnät till nätverksservern.
  3. Nätverksserver: kontrollerar paketen, tar bort dubbelt mottagna och hanterar enheter och nycklar. Exempel är The Things Network och ChirpStack.
  4. 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?

KlassMottagningStrömförbrukningTypisk användning
Atvå korta mottagningsfönster efter varje sändningmycket lågbatteridrivna sensorer, vattenmätare
Bextra mottagningsfönster enligt schemalågenheter som tar emot kommandon vid fasta tider
Cmottagning öppen nästan hela tidenhögrenätmatade 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.

Vanliga frågor


Är LoRa samma sak som LoRaWAN?

Nej. LoRa är radiotekniken, LoRaWAN nätverksprotokollet med gateways, nätverksserver och kryptering som bygger på LoRa.

Behöver jag en egen gateway?

Inte nödvändigtvis. Där ett publikt nätverk som The Things Network eller en operatörs nätverk har täckning räcker det. För mätare i källaren, eller när tillgängligheten måste garanteras, är en egen gateway i byggnaden oftast det bästa valet.

Är LoRaWAN krypterat?

Ja. Nyttodata är krypterat med AES-128, separat för nätverket och för applikationen. Gateway och nätoperatör ser inte mätvärdena.

Hur ofta kan en LoRaWAN-mätare sända?

Det begränsas av duty cycle och spridningsfaktor. Vanligt är intervall från 15 minuter till en timme. EMU Professional II sänder som standard var 15:e minut.

Vad är skillnaden mellan LoRaWAN och Wireless M-Bus?

Båda sänder på 868 MHz men är inte kompatibla. Wireless M-Bus är avsett för avläsning av mätare över korta avstånd, till exempel via insamlare i byggnaden. LoRaWAN är ett nätverk med gateways och nätverksserver som klarar större avstånd och levererar data direkt till målsystemet.

Läs mer


SEITEElmätare med LoRaEMU Professional II med LoRaWAN SEITEThe Things NetworkIntegrera EMU Professional II LoRa SEITELoRa eller LoRaWAN?De två begreppen tydligt åtskilda SEITEGränssnitt förklaradeAlla fem gränssnitt jämförda

Läsa av mätare via radio?


Skicka oss antalet mätare, deras placering i byggnaden och målsystemet. Vi berättar om LoRaWAN passar och vad som krävs.

Telefon
+41 (0)41 545 03 00

Teknisk support
helpdesk [at] emuag.ch
Supportformulär →