LoRaWANJuhtmevabaUncategorized

TTÜ linnakus saab kasutada LoRa IoT raadioside võrku

LoRaWAN

2017. aasta lõpust alates saab TTÜ kämpuses kasutada LoRa WAN raadioside tehnoloogiat. Kuigi ametlikult lubatakse LoRa võrgu leviala rohkem kui 15 kilomeetri raadisuses, siis linnatingimustes võiks arvestada suhteliselt korraliku levialaga paari-kolme kilomeetri raadiuses sisetingimustes. Võrgu poolt pakutavaid teenuseid on võimalik kasutada kõigil osapooltel. Olenevalt eesmärgist on võimalik kasutada võrgu kasutamist kolmel peamisel eesmärgil:

  1. Uue toote või teenuse arenduseks, mille käigus soovitakse teha koostööd TTÜ’ga. Koostööprojekti käigus on võimalik ühendada LoRa võrku oma seade ning testida kogu lahenduse toimimist ilma lisakuludeta. Siinjuures on kindlasti abiks TTÜ juba olemasolev kogemus ühenduse ülesseadmisel, häälestamisel ja testimisel. Muuhulgas oskame teid aidata järgmistel LoRa WAN võrguga seotud teemadel:
    1. Uute seadmete lisamine võrku ja nende haldus
    2. Krüpteeritud pakettide dekodeerimine andmete töötlemiseks
    3. Andmete allalaadimine API abil nende edasiseks töötlemiseks ja analüüsiks
  2. Kui soovite oma toodet või teenust hakata pakkuma kommertseesmärkidel, siis on kõige kiirem viis kontakteeruda otse Leviraga, kes haldab konkreetset LoRa WAN võrku ning annab teile kõik vajalikud juhised edasiseks.
  3. Kui sa oled tudeng ja soovid LoRa WAN võrku kasutama õppida  või osaled mõnes projktis, mis vajab andmete saatmiseks madala energiatarbega raadioside protokolli, võta meiega ühendust ning aitame sind.

LoRaWAN eelised

  • Väga lai leviala, linnatingimustes ca 3-5 km ja maapiirkondades kuni 15 km.
  • Väga väikese energiatarbega mille tõttu kestab patarei tööiga pikalt (kuni 10 aastat).
  • Kasutab adaptiivset andmeside kiiuse tehnoloogiat lõppseadmetes. See aitab pikendada aku eluiga ja üldiset LoRaWAN võrgu läbilaskevõimet. Andmeside võib kõikuda vahemikus  0.3 kbps kuni 27 Kbps 125 KHz ribalaiuse juures.
  • Kasutab üle maailma vabalt kasutuses olevat 868 MHz/ 915 MHz ISM sagedusriba.

LoRaWAN puudused

  • Saab kasutada rakendustes, mis ei vaja suurt andmesidekiirust, kuni 27 kbps.
  • LoRaWAN võrgu kasutus on limiteeritud nn. töötsükli parameetriga. See on protsent kogu ajast, mil võib kasutada raadiokanalit andmete saatmiseks.
  • Ei ole sobilik kasutamiseks rakendustes, mis vajavad reaalajas suhtlust ja väikest latentsust.

LoRaWAN tutvustus

LoRaWAN Network architecture
Allikas: https://www.semtech.com/technology/lora/what-is-lora

LoraWAN on raadioside protokoll, mis on disainitud väikese energiatarbega seadmetele, mis suhtlevad erinevate rakendustega kasutades pikamaa juhtmevaba raadiovõrku. Ta opereerib vabasagedusaladel. Euroopas on kasutusel 863-870MHz sagedusel töötav LoRa WAN võrk. Antud sagedus on ära jaotatud erinevateks kanaliteks ning võltuvalt kanalist võib üks seade kasutada kanalit kas 1% või isegi ainult 0.1% lubatud ajast. Nimetatud kanalid saavad kasutada ribalaius 125kHz, 250kHz või 500kHz, mis on määratud ära konkreetse regiooni regulatsioonidega. Ribalaius määrab omakorda ära ka andmesidekiiruse.

LoRaWAN võrk toetab kolme erinevat tüüpi seadmeid. Kõik seadmed peavad kuuluma Klassi A kus teised klassid siis omakorda täiendavad esimest.

  • Klass A seadmed toetavad kahepoolset andmesideühendust seadme ja lüüsi vahel. Seade saab võrku saada oma sõnumeid igal ajal. Peale saatmist on kaks ajaakent kui seade on valmis võtma vastu sõnumeid võrgust. Sõnumeid saab vastu võtta ainult ühel korral kahest võimalikust.
  • Klass B seadmed laiendavad Klass A seadme võimalusi kasutades ajastatud aknaid andmete vastuvõtmiseks serverist. Sisuliselt tähendab see, et seadmed kuulavad perioodiliselt kas serveril on neile midagi saata.
  • Klass C seadmed laiendavad Klass A seadme võimalusi suudavad samal ajal andmeid vastu võtta kuni nad andmeid saadavad. Võrreldes Klass A seadmetega on selline kommunikatsioonilahendus kordades energiamahukam.

Igal seadmel võrgus on 64-bitine unikaalne identifikaator (DevEUI ja AppEUI). Seadme ühendumisel võrku saab ta omale dünaamiline 32-bitise aadressi (DevAddr). LoRaWAN võrgus on kasutusel 128-bitised AES turvavõtmed.

  • Rakenduse turvavõti on teada ainult seadmele ja rakendusele
  • Seadme ühendumisel võrku genereeritakse rakenduse sessiooni võti ja võrgu sessiooni võti. Kui võrgu sessiooni võtit jagatakse võrgus, siis rakenduse sessiooni võti on salajane.

Rohkem infot LoRa WAN kohta leaite www.thethingsnetwork.com lehel. Ülalolev lühitutvustus põhineb osaliselt samal allikal.