Сенсоры IoT LoRaWAN®

IoT - это просто! Попробуйте уже сейчас.

Интернет вещей (IoT) с каждым днём всё более интегрируется в простую жизнь, как ITшника, так и простого фермера.

На рынке уже сейчас доступны тысячи разных датчиков с кэйсами на все возможные случаи жизни.

Измерения – основа успеха

Инновации в технологиях измерения необходимы для полноценной реализации концепции Интернета вещей. Более мощные, эффективные датчики обеспечат «Большие данные» для аналитики, которая позволит улучшить производственные процессы.

Категории устройств LoRaWAN

Категория "А" - устройства с наименьшей мощностью.
Передача всегда инициируется конечным устройством (сенсором) и полностью асинхронна. Другими словами, запрос на сервер отправляет именно датчик, а не наоборот. Так же, этот класс поддерживает двухсторонний протокол связи для управления сетью или отправки команд. Это протокол типа "ALOHA".
Датчики могут работать в энергосберегающих режимах, что делает класс A самым энергоэффективным и долговечным, так как жизнь сенсора сенсора составляет от 5 лет и выше.

Категория "B" - устройства с определенным временем ожидания нисходящего потока.
В отличии от категории "А", устройства категории "B" синхронизируются с сетью с использованием периодических запросов и открывают «слоты для проверки» нисходящего потока по расписанию. Это обеспечивает сети возможность отправлять нисходящие запросы с определенной задержкой, но это чревато дополнительными расходами питания.

Категория "С" - эти устройства менее всех энергоэффективны, но самые точные, так как постоянно поддерживают связь на сенсорах/датчиках, что позитивно влияет на задержке на нисходящей линии связи. По этому, сервер в любое нужное время может подключиться к устройству через нисходящую линию. Данная технология требует непрерывного питания, чем полностью проигрывает категориям "А" и "В", но выигрывает за счёт минимальной задержки.

Скорости передачи данных в сетях LoRaWAN
Для тонкой настройки устройства, а именно: энергоэффективность, загруженность канала связи, применяют ограничение скорости на уровне сервера. Скорости передачи в сети LoRaWAN составляют от 0,3 кбит/с до 50 кбит/с.

Сенсоры LoRaWAN - основа измерения

Доступных датчиков на рынке тысячи, их назначение упростить жизнь многим компаниям, а главное сэкономить огромные суммы - это и есть главная цель интернета вещей. К тому же, это удобно и экономит помимо денег ещё и время. Несколько примеров доступных на рынке сенсоров:

Netvox RА0715 сенсор для измерения СО2, температуры и влажности. Датчик может передавать данные через LoRaWAN до 10 км. Отличительной особенностью данного сенсора RA0715А это работа от внешнего источника питания и отсутствие встроенной батареи. Его аналог с питанием от 8-ми литиевых батарей - Netvox RА0715А.

Netvox RА0713 - сенсор для определения влажности почвы. Может использоваться для определения количества воды в почве, передачи обнаруженных данных на другие устройства через беспроводную сеть LoRaWAN.

Netvox R311А сенсор обнаружения открытия дверей и окон. Питание осуществляется с использованием батареек. Сенсор относиться к категории "А" - сверхнизкого энергопотребления.

Netvox RА0708 - сенсор определения pH в водной среде.

Все эти сенсоры работают в сети LoRaWAN. Дальность распространения сигнала на открытой местности - до 10 км.

Передача данных между сервером и датчиками на сети LoRaWAN

Сколько бы сенсоров и каких классов вы не поставили бы, им нужна связь. Как связать большое количество датчиков на огромной территории до 10 км? Конечно, здесь нужен шлюз, или другими словами базовая станция, которая будет раздавать сигнал сенсорам.

Шлюзы работают на основе простого IP-соединения по типу моста (ретранслятора), просто конвертируя RF-пакеты в IP-пакеты и наоборот. То есть, шлюз подключается любым известным методом: 3G/4G/Wi-Fi/Ethernet, через который информация будет поступать на сервер.

Новые шлюзы поддерживают все три класса устройств: "А", "В" и "C".

Для работы на большом расстоянии шлюзы сетей LoRaWAN используют "низкие" частоты 433 и 868 МГц (для Европы), которые полностью свободы и не требуют регистрации.

Вот характеристика одного из шлюзов - KONA Strand Mount IoT.
Шлюз предоставляет сетевым операторам продукт операторского класса, предназначенный для быстрого развертывания сетей LoRaWAN. Шлюз отвечает разнообразным требованиям развертывания в едином решении.

Использует сеть HFC в решении LoRaWAN. Мощность передатчика составляет 1 Вт (30дБ), так же имеет встроенный GPS для определения локации.

В заключении можно сказать, что данная сфера активно развивается, как на сетях LoRaWAN, так и на более домашнем уровне. Интернет вещей позволяет значительно сэкономить время и деньги, а так же подскажет правильный вектор развития или оптимизации.