Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Industrial Internet of Things >> Teknologi Internet of Things

Apa itu LoRa? Perincian Teknis

“Apa itu LoRa?” Setiap kali seseorang menanyakan pertanyaan ini kepada saya, sulit untuk mengetahui secara pasti bagaimana menjawabnya tanpa mengetahui mengapa mereka bertanya. Itu karena LoRa dapat merujuk ke lebih dari satu hal:

LoRa, pada dasarnya, adalah cara cerdas untuk mendapatkan sensitivitas penerima yang sangat baik dan tingkat kesalahan bit rendah (BER) dari chip murah. Artinya, aplikasi dengan kecepatan data rendah bisa mendapatkan jangkauan yang lebih jauh menggunakan LoRa daripada menggunakan teknologi radio lain yang harganya sebanding.

Terkadang orang juga mengatakan LoRa ketika mereka berarti LoRaWAN .

Tapi LoRaWAN berbeda. Ini adalah protokol lapisan kontrol akses media (MAC) yang dibangun di atas LoRa, dibangun menggunakan skema modulasi LoRa Semtech. Namun, LoRaWAN jarang digunakan untuk aplikasi industri (jaringan pribadi). Ini lebih cocok untuk jaringan area luas publik karena semua saluran disetel ke frekuensi yang sama; untuk penggunaan satu area, lebih baik hanya memiliki satu jaringan yang beroperasi untuk menghindari masalah tabrakan.

Apakah LoRaWAN merupakan teknologi nirkabel terbaik untuk perangkat IoT Anda? Gunakan kertas putih gratis ini untuk membandingkan keuntungan dan kerugian dari beberapa opsi sebelum Anda berkomitmen.

Karena semua gateway dalam jaringan terikat kembali ke server yang sama, tugas server adalah memutuskan gateway mana yang harus merespons transmisi. Dalam jaringan besar, setiap transmisi yang diberikan biasanya didengar oleh banyak penerima; server kemudian memberitahu satu gateway untuk merespon dan yang lain mengabaikan transmisi. Proses ini membantu menghindari tabrakan downlink dan uplink, karena satu gateway sedang mentransmisikan, dan gateway yang tumpang tindih dapat dengan mudah mendengarkan transmisi lain. (Anda dapat membaca lebih lanjut tentang LoRaWAN di sini.)

Yang tidak disadari banyak orang adalah bahwa ada cara untuk menggunakan teknologi dasar LoRaWAN—yaitu LoRa—tanpa menggunakan LoRaWAN. Symphony Link Link Labs, misalnya, menggunakan lapisan MAC eksklusif di atas chip Semtech, dan memiliki fitur tambahan yang membuatnya lebih cocok untuk perusahaan dan pelanggan industri yang membutuhkan cara untuk menghubungkan perangkat IoT mereka dengan aman ke cloud. Ada banyak perusahaan di luar sana yang menggunakan chip LoRa untuk protokol lain; yang harus Anda lakukan adalah mencari mereka.

Jawaban Teknis Untuk “Apa itu LoRa?”

Dari sudut pandang teknis, LoRa adalah format modulasi yang unik (dan mengagumkan). Video ini adalah intro LoRa terbaik yang pernah saya temukan. (Peringatan:Ini sangat teknis.)

Dihasilkan oleh bagian IOT Semtech LoRa, termasuk chip transceiver SX1272 dan SX1276, format modulasi LoRa paling tepat digambarkan sebagai "kicauan termodulasi frekuensi (FM)." IP inti yang memungkinkan LoRa adalah kemampuan untuk menghasilkan kicauan yang stabil menggunakan frac-N phase lock loop (PLL). Di sini dapat membaca paten inti LoRa. Format modulasi lainnya termasuk frequency shift keying (FSK), phase shift keying (PSK), dll. Penting untuk diingat ketika menanyakan “Apa itu LoRa?” bahwa LoRa sendiri tidak menjelaskan fungsionalitas sistem di atas lapisan fisik (media RF).

Protokol IoT LoRa

LAPISAN FISIK (PHY-OSI LAYER 1) KOMPONEN NIRKABEL

Semtech memperoleh teknologi nirkabel LoRa melalui akuisisi Cycleo SAS dari Grenoble, Prancis seharga $5 juta pada tahun 2012. Tawar-menawar!

Saat memproses pesan LoRa, perolehan pemrosesan tambahan dicapai karena kemampuan modem untuk memfilter sinyal kicauan ramp yang konstan. Ini adalah bagaimana sensitivitas tinggi dicapai. Untuk mencapai "kunci" ke sinyal LoRa, pembukaan "kicau konstan" yang panjang ditransmisikan. (Lihat Gambar 1.) Ini benar-benar kekuatan LoRa—bahwa chip murah dengan kristal murah dapat mencapai sensitivitas yang sangat tinggi.

Gambar 1. Pembukaan Semtech LoRa

Pembukaan ini dapat diatur sebagai sejumlah variabel "simbol", yang hanya merupakan jumlah kicauan. Seperti yang Anda bayangkan, tidak ada selektivitas antara pembukaan dari satu pemancar LoRa vs. yang lain. Jika ada kicauan konstan pada frekuensi yang tepat dan pada tingkat kicauan yang tepat, demodulator LoRa akan mendengarkannya, baik dari sistem yang dituju atau tidak. Mengelola sistem penerima LoRa agar gesit dalam menghadapi gangguan daya biasa dan Interferensi LoRa sangat penting, dan merupakan bagian penting dari Symphony Link.

Setelah modem LoRa "mengunci" ke sinyal pembukaan, akhir pembukaan ditandai oleh "kicau terbalik" yang terlihat pada Gambar 1.

Kemudian transmisi data dimulai, yang memiliki serangkaian "simbol" yang berfungsi seperti simbol M-ARY FSK, tetapi terjadi pada kicauan. Lihat Gambar 2.

Gambar 2. Modulasi Data LoRa

Fitur lain yang kuat dari LoRa adalah kemampuan untuk mendemodulasi beberapa sinyal "ortogonal" atau simultan pada frekuensi yang sama, dengan asumsi mereka memiliki tingkat kicauan yang berbeda. Dalam lembar data, tingkat kicauan LoRa disebut "faktor penyebaran", dengan faktor penyebaran yang lebih tinggi menunjukkan kicauan yang lebih lambat. Fungsi ini didukung oleh chip SX1301 dari Semtech. Semua sistem gateway Link Labs memiliki kemampuan untuk memecahkan kode banyak kicauan LoRa simultan secara bersamaan, yang memungkinkan jaringan yang sangat besar untuk dibangun.

Lihat contoh LoRaWAN Gateway untuk developer.

Membangun jaringan atau sistem LoRa seperti itu membutuhkan banyak pengembangan. Beralih dari LoRa ke sistem nirkabel yang berfungsi sama dengan beralih dari memiliki chip radio BPSK ke memiliki jaringan WiFi. Fungsi OSI layer 2 dan di atasnya dari jaringan besar yang mencakup gateway, repeater, pengalamatan, kecepatan data adaptif, percobaan ulang pesan, pengakuan pesan, dan sinyal downlink OFDM berkapasitas tinggi adalah fungsi dari sistem seperti LoRaWAN dan Symphony Link.

» Pelajari lebih lanjut tentang sistem Symphony Link Link Labs.

Aliansi LoRa

Ada gerakan untuk menstandardisasi fitur MAC untuk LoRa yang disebut LoRa Alliance, di mana Link Labs adalah anggota awal. Aliansi LoRa mengembangkan protokol LoRaWAN untuk digunakan oleh operator jaringan seluler yang ingin menggunakan spektrum tanpa izin untuk berkomunikasi dengan perangkat IoT di jaringan mereka.

Sebaliknya, Symphony Link adalah protokol standar yang dikembangkan oleh Link Labs dan pelanggan kami yang menyukai rangkaian LoRa, tetapi membutuhkan tingkat kinerja yang tidak tersedia dengan LoRaWAN. Ini secara khusus difokuskan pada wilayah ITU 2 (915 MHz ISM Band). LoRaWAN sangat cocok untuk wilayah ITU 1, di mana pembatasan siklus tugas pemancar ETSI sangat membatasi peran yang dapat dimainkan oleh stasiun pangkalan dalam jaringan.

Beberapa detail tentang LoRaWAN, protokol Aliansi LoRa untuk LoRa:

Penggunaan Konektivitas LoRa

Beberapa perusahaan menggunakan tumpukan teknologi LoRa/LoRaWAN lengkap dengan cara yang menarik seperti pelacakan aset di luar ruangan. Misalnya Ofo, sebuah perusahaan berbagi sepeda Cina, melengkapi sepedanya dengan perangkat LoRa dan teknologi frekuensi radio nirkabel untuk menentukan lokasi sepeda. Perusahaan saat ini beroperasi di lebih dari 180 kota di Cina.

Contoh lain dari pemanfaatan jaringan LoRa berasal dari Santa Rosa, California, perusahaan berbasis PNI Sensor. PNI menggunakan konektivitas nirkabel berbasis LoRaWAN untuk menghadirkan data parkir kota secara real-time, sehingga memudahkan pengemudi menemukan tempat parkir yang tersedia untuk pengelolaan parkir umum dan pribadi di badan jalan dan di luar badan jalan. Tujuan akhirnya adalah untuk mengurangi kemacetan lalu lintas dan emisi karbon yang disebabkan oleh pengemudi yang menelusuri kembali langkah mereka berulang kali dalam upaya menemukan tempat parkir yang tersedia.

Sejumlah industri memanfaatkan standar LoRaWAN terbuka untuk perangkat IoT, termasuk pertanian (untuk irigasi/pemantauan ketinggian air dan pengendalian hama), utilitas (untuk meteran listrik pintar, pencahayaan, dan skenario manajemen energi), dan konstruksi bangunan (untuk pintu gedung). dan sensor jendela serta membangun aplikasi kesehatan struktural).

Ada juga banyak perusahaan yang melakukan jaringan berbasis LoRa yang bukan LoRaWAN.

Menerapkan Perangkat IoT Anda Menggunakan LoRa

LoRaWAN adalah pilihan tepat untuk protokol jika Anda ingin membangun jaringan publik yang dimiliki dan dioperasikan oleh operator. Ada banyak penyedia perangkat keras dan server jaringan yang bersaing di ruang ini, jadi ada banyak pilihan—yang merupakan keuntungan besar. Tetapi proses pengembangan dan penerapan sistem di sekitar LoRaWAN cukup rumit, dan akan menjadi tantangan jika Anda tidak memiliki banyak keahlian atau pengalaman dengan protokol frekuensi radio atau sistem dan perencanaan nirkabel. Anda juga perlu memikirkan apakah penggelaran jaringan LoRaWAN™ akan memenuhi kebutuhan Anda. Dalam beberapa kasus, akan lebih baik menggunakan protokol khusus, di mana Anda hanya perlu mengirim data ke node yang sudah ditulis untuk terhubung ke cloud. Jika Anda menggunakan Symphony Link, misalnya, kami telah melakukan pekerjaan ini untuk Anda.

Jaringan apa pun yang tepat untuk aplikasi Anda, kit pengembangan membuat pengujian dan pembuatan prototipe menjadi lebih mudah. Berikut adalah beberapa kit dev yang saya rekomendasikan untuk memulai dengan teknologi apa pun yang Anda pilih:

Untuk memulai LoRaWAN, coba kit dev ini dari Multi-Tech Systems Inc.

Untuk membuat protokol LoRa Anda sendiri, beli perangkat pengembang Semtech.


Teknologi Internet of Things

  1. Apa yang Membuat Kami Kembali Menggunakan Bahan Alami dalam Desain Produk?
  2. C# menggunakan
  3. Apa itu Sensor O2?
  4. Apa Itu LoRaWAN? [Perincian Teknis]
  5. Apa itu A2 Steel?
  6. Apa itu Pemeliharaan Kerusakan?
  7. Apakah Level of Repair Analysis (LORA) itu?
  8. Yang Perlu Anda Ketahui Sebelum Menggunakan Pertukaran Suka-Kind
  9. Jenis Loader Apa yang Harus Anda Gunakan?
  10. Apa Keuntungan Menggunakan Pipa Besi Ulet?