LoRa - LoRa - Wikipedia

LoRa
LoRa modul s připojenou anténou a SPI dráty.jpg
Modul LoRa
VyvinulSemtech
Typ konektoruSPI / I2C
Kompatibilní hardwareSX1261, SX1262, SX1268, SX1272, SX1276, SX1278
Fyzický rozsah10 km +

LoRa (hleng Range) je nízkopříkonová širokopásmová síť (LPWAN) protokol vyvinutý společností Semtech. Je založen na technikách modulace rozprostřeného spektra odvozených z cvrlikání rozšířené spektrum (CSS) technologie.[1] Byl vyvinut společností Cycleo z Grenoble, Francie a získané Semtech, zakládající člen Aliance LoRa.[2]

Funkce

LoRa používá bezlicenční sub-gigahertz rádiová frekvence pásma jako 433 MHz, 868 MHz (Evropa), 915 MHz (Austrálie a Severní Amerika ), 865 MHz až 867 MHz (Indie ) a 923 MHz (Asie ). LoRa umožňuje dálkový přenos (více než 10 km ve venkovských oblastech) s nízkou spotřebou energie.[3] Tato technologie pokrývá fyzická vrstva zatímco ostatní technologie a protokoly, jako je LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), pokrývají horní vrstvy. Může dosáhnout rychlosti přenosu dat mezi 0,3 kbit / s a ​​27 kbit / s v závislosti na faktoru šíření.[4]

V lednu 2018 byly oznámeny nové čipové sady LoRa se sníženou spotřebou energie, zvýšeným přenosovým výkonem a menší velikostí ve srovnání se starší generací.[5]

Zařízení LoRa mají geolokace schopnosti používané pro trilaterační polohy zařízení prostřednictvím časových značek od bran.[6]

LoRa a LoRaWAN umožňují připojení na velké vzdálenosti Internet věcí (IoT) zařízení v různých typech průmyslových odvětví.[7]

Prodlužovače dosahu pro LoRaWAN se nazývají LoRaX.

LoRa PHY

LoRa používá proprietární modulaci rozprostřeného spektra, která je podobná a odvozená od cvrlikání rozšířené spektrum (CSS) modulace. Modulace LoRa s rozprostřeným spektrem se provádí reprezentováním každého bitu informací o užitečném zatížení více cvrlikáním informací. Rychlost, s jakou se šíří informace o šíření, se označuje jako symbolová rychlost, poměr mezi nominální symbolovou rychlostí a chirp rychlostí je faktor šíření (SF) a představuje počet symbolů odeslaných na bit informace.[1] Výsledkem je M-aryho digitální modulace, kde možné průběhy na výstupu modulátoru jsou chirp modulované signály přes frekvenční interval () s M různými počátečními frekvencemi: okamžitá frekvence se lineárně zvyšuje a poté se zalomí do když dosáhne maximální frekvence . [8]

LoRa může vyměnit rychlost přenosu dat za citlivost s šířkou pásma pevného kanálu výběrem použitého množství rozpětí (volitelný parametr rádia od 7 do 12). Nižší SF znamená, že je odesíláno více pípnutí za sekundu; proto můžete kódovat více dat za sekundu. Vyšší SF znamená méně cvrlikání za sekundu; proto je za sekundu méně dat ke kódování. Ve srovnání s nižším SF vyžaduje odesílání stejného množství dat s vyšším SF delší vysílací čas, známý jako vysílací čas. Více vysílacího času znamená, že modem je v provozu déle a spotřebovává více energie. Výhodou vysokého SF je, že delší doba vysílání dává přijímači více příležitostí k odběru signálu, což má za následek lepší citlivost.[9]

LoRa navíc používá kódování dopředné opravy chyb zlepšit odolnost proti rušení. Vysoký dosah LoRa se vyznačuje vysokou bezdrátovou sítí propojit rozpočty kolem 155 dB až 170 dB.[10]

LoRaWAN

Protože LoRa definuje spodní fyzickou vrstvu, chyběly horní síťové vrstvy. LoRaWAN je jedním z několika protokolů, které byly vyvinuty k definování vyšších vrstev sítě. LoRaWAN je založen na cloudu střední kontrola přístupu (MAC) protokol vrstvy, ale funguje hlavně jako protokol síťové vrstvy pro správu komunikace mezi LPWAN brány a zařízení koncových uzlů jako směrovací protokol, který udržuje Aliance LoRa.

LoRaWAN definuje komunikační protokol a architekturu systému pro síť, zatímco fyzická vrstva LoRa umožňuje komunikační spojení na velké vzdálenosti. LoRaWAN je také zodpovědný za správu komunikačních frekvencí, rychlost přenosu dat a napájení všech zařízení.[11] Zařízení v síti jsou asynchronní a vysílají se, když mají k dispozici data k odeslání. Data přenášená zařízením koncového uzlu jsou přijímána několika branami, které předávají datové pakety na centralizovaný síťový server.[12] Síťový server filtruje duplicitní pakety, provádí bezpečnostní kontroly a spravuje síť.[Citace je zapotřebí ] Data jsou poté předávána na aplikační servery.[13] Tato technologie vykazuje vysokou spolehlivost pro střední zatížení, má však některé problémy s výkonem související s odesíláním potvrzení.[14]

Historie verzí

  • Leden 2015: 1.0[15][16]
  • Únor 2016: 1.0.1[17]
  • Červenec 2016: 1.0.2[18]
  • Říjen 2017: 1.1, přidává se třída B.[19]
  • Červenec 2018: 1.0.3[20]
  • Říjen 2020: 1.0.4 [21]

LoRa Alliance

LoRa Alliance je a 501 (c) (6)[22] sdružení vytvořené v roce 2015 za účelem podpory protokolu LoRaWAN (wide range area area network) a zajištění interoperability všech produktů a technologií LoRaWAN. Toto otevřené neziskové sdružení má více než 500 členů.[23] Někteří členové aliance LoRa jsou IBM, Everynet, Aktivita, MicroChip, oranžový, Cisco, KPN, Swisscom, Semtech, A2A Smart City SPA, Bouygues Telecom, Singtel, Proximus a Skupina Cavagna.[24] V roce 2018 měla Aliance LoRa více než 100 operátorů sítě LoRaWAN ve více než 100 zemích.[25] Alianci spravuje Skupina VTM v Beaverton, Oregon.[26] Geoff Mulligan byl jejím předsedou do roku 2018, kdy Donna Moore se stal generálním ředitelem a předsedkyní.[27]

Nasazení technologie LoRa

Viz také

  • DASH7 - populární otevřená alternativa k LoRa
  • IEEE 802.11ah - nechráněný nízkopříkonový standard dlouhého doletu
  • CC430 - VF transceiver MCU a sub-1 Ghz SoC
  • NB-IoT
  • LTE Cat M1
  • Heliové systémy - proprietární protokol založený na podobné technologii
  • MIoTy - Technologie LPWAN sub-GHz pro sítě senzorů.

Reference

  1. ^ A b „Základy modulace LoRa“ (PDF). Semtech. Archivovány od originál (PDF) dne 2019-07-18. Citováno 2020-02-05.
  2. ^ „Semtech získává bezdrátový dálkový poskytovatel IP Cycleo“. Design a opětovné použití. Citováno 2019-10-17.
  3. ^ Ramon Sanchez-Iborra; Jesus Sanchez-Gomez; Juan Ballesta-Viñas; Maria-Dolores Cano; Antonio F. Skarmeta (2018). „Hodnocení výkonu LoRa s ohledem na podmínky scénáře“. Senzory. 18 (3): 772. doi:10,3390 / s18030772. PMC  5876541. PMID  29510524.
  4. ^ Adelantado, Ferran; Vilajosana, Xavier; Tuset-Peiro, Pere; Martinez, Borja; Melia-Segui, Joan; Watteyne, Thomas (2017). "Porozumění limitům LoRaWAN". IEEE Communications Magazine. 55 (9): 34–40. doi:10.1109 / mcom.2017.1600613. hdl:10609/93072. ISSN  0163-6804. S2CID  2798291.
  5. ^ Corporation, Semtech (01.01.2018). „Semtech umožňuje IoT budoucnosti s platformou LoRa nové generace“. GlobeNewswire News Room. Citováno 2019-10-17.
  6. ^ Fargas, Bernat Carbones; Petersen, Martin Nordal. „Geolokace bez GPS pomocí LoRa v sítích WAN s nízkou spotřebou“ (PDF). Knihovna DTU.
  7. ^ Ram, Prashant (08.08.2018). „LPWAN, LoRa, LoRaWAN a internet věcí“. Coinmonks. Citováno 2019-02-09.
  8. ^ M. Chiani; A. Elzanaty (2019). "Na modulaci LoRa pro IoT: Vlastnosti vln a spektrální analýza". IEEE Internet věcí Journal. 6 (5): 772. doi:10.1109 / JIOT.2019.2919151.
  9. ^ Qoitech. „Jak faktor šíření ovlivňuje životnost baterie zařízení LoRaWAN“. Síť věcí. Citováno 2020-02-25.
  10. ^ Mohan, Vivek. „10 věcí o LoRaWANU a NB-IoT“. blog.semtech.com. Citováno 2019-02-18.
  11. ^ „LoRaWAN pro vývojáře“. www.lora-alliance.org. Citováno 2018-11-23.
  12. ^ „Komplexní pohled na LPWAN pro inženýry a rozhodovatele IoT“. www.link-labs.com. Citováno 2017-06-22.
  13. ^ LoRa Alliance (2015). „LoRaWAN: Co je to?“ (PDF).
  14. ^ Bankov, D .; Khorov, E .; Lyakhov, A. (listopad 2016). "Na mezích přístupu ke kanálu LoRaWAN". 2016 Mezinárodní konference o strojírenství a telekomunikacích (EnT): 10–14. doi:10.1109 / ent.2016.011. ISBN  978-1-5090-4553-2. S2CID  44799707.
  15. ^ "Specifikace LoRaWAN" (PDF). lora-alliance.org. Citováno 5. února 2020.
  16. ^ Vydána verze 1.0 specifikace LoRaWAN.
  17. ^ "Specifikace LoRaWAN" (PDF). lora-alliance.org. Citováno 5. února 2020.
  18. ^ "Specifikace LoRaWAN" (PDF). lora-alliance.org. Citováno 5. února 2020.
  19. ^ „Specifikace LoRaWAN ™ 1.1“ (PDF). lora-alliance.org. Citováno 5. února 2020.
  20. ^ „Specifikace LoRaWAN 1.0.3“ (PDF). lora-alliance.org. Citováno 5. února 2020.
  21. ^ „Specifikace LoRaWAN 1.0.4“. lora-alliance.org. Citováno 25. listopadu 2020.
  22. ^ Brad Biddle (7. května 2019). "Linux Foundation is Eating the World". SSRN  3377799. Mnoho dalších organizací vytvořených na základě této stejné základní šablony: začlenění jako nezisková společnost se vzájemným prospěchem podle platného státního práva USA (s některými mírnými odchylkami podnikové formy na základě konkrétních požadavků státního práva) a poté činnost jako subjekt osvobozený od daně v rámci ustanovení zaměřené na „obchodní ligy“ a další podniky ve stylu obchodních sdružení. Toto ustanovení, oddíl 501 (c) (6) hlavy 26 zákoníku USA, obecně umožňovalo organizacím vyhnout se placení federální daně z příjmu a často také většině státních a místních daní. Na základě stovek příkladů některé organizace, které se řídí tímto modelem, zahrnují ... LoRa Alliance Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  23. ^ „Aliance LoRa Semtech se rozrostla na 500 členů“. Pacific Coast Business Times. 2017-06-29. Citováno 2019-02-09.
  24. ^ "Adresář členů | LoRa Alliance". lora-alliance.org. Citováno 2019-02-09.
  25. ^ „LoRa Alliance prošla 100 milníkem operátora sítě LoRaWAN“. Elektronické výrobky a technologie. 2019-01-25. Citováno 2019-02-11.
  26. ^ Gallivan, Joseph (5. ledna 2018). „Las Vegas Arrivals“. Obchodní tribuna. Citováno 5. února 2020. Alianci spravuje skupina VTM v Beavertonu .... Geoff Mulligan je předsedou Aliance LoRa. Byl členem prezidentské inovace v Národním institutu pro standardy a technologie (NIST) pod Obamovou administrativou.
  27. ^ „Board, Chairs & Staff | LoRa Alliance®“. lora-alliance.org. Citováno 2020-05-27.
  28. ^ „Amazon odhaluje sférické reproduktory Echo, létající vnitřní bezpečnostní kameru a cloudovou herní službu“. GeekWire. 2020-09-24. Citováno 2020-11-30.
  29. ^ „IoT si klade za cíl sledovat volně se pohybující soby ve Finsku - 19. 1. 2018 - strana 1 - RFID Journal“. www.rfidjournal.com. Citováno 2020-07-05.
  30. ^ „Podpora internetu věcí pro Glasgow“. Svět inteligentních měst. Citováno 2019-02-11.
  31. ^ „Kerlink a YEAP! Spolupracují na zavedení první sítě IoT LoRaWAN v Argentině“. Obchodní zprávy o internetu věcí. 2017-09-05. Citováno 2019-02-11.
  32. ^ „Americká věž se zaměřuje na dva miliony brazilských připojení LoRaWAN 2019“. enterpriseiotinsights.com. Citováno 2019-02-11.
  33. ^ „Actillity a Levikom zahajují první světový„ otevřený hodnotový řetězec “LoRaWAN IoT network“. Aktivita. 2017-02-15. Archivovány od originál dne 16. 2. 2019. Citováno 2019-02-11.
  34. ^ „Holtek oznamuje inteligentní požární poplachový modul MCU SIP integrovaný s technologií LoRa® společnosti Semtech - Novinky o výrobcích - Holtek“. www.holtek.com. Citováno 2019-02-11.[trvalý mrtvý odkaz ]
  35. ^ Mu-Hyun, Cho. „SK Telecom uvádí řešení detekce požáru na bázi LoRa“. ZDNet. Citováno 2019-02-11.
  36. ^ „Praktické parkování: PNI Sensor Corporation a Senet Roll Out LPWAN Solution“. www.iotevolutionworld.com. Citováno 2019-02-11.
  37. ^ „První černí nosorožci chráněni senzory-implantáty v rozích“. Obchodní zprávy o internetu věcí. 2017-09-28. Citováno 2019-02-11.
  38. ^ „Ochrana zvířat pomocí LoraWAN - želvy, ryby a další“. Institut IRNAS. 2018-04-05. Citováno 2019-02-11.
  39. ^ „IoT přináší revoluci v predikci přírodních katastrof - IoT Agenda“. internetofthingsagenda.techtarget.com. Citováno 2019-02-11.
  40. ^ Chin, Spencer (05.12.2018). „Technologie LoRA pomáhá australským pěstitelům bavlny“. Novinky o elektronických součástkách. Citováno 2019-02-11.
  41. ^ „SenRa a NAS zavádějí dálkové měření vody a elektřiny v Indii“. www.iotevolutionworld.com. Citováno 2019-02-11.
  42. ^ "Semtech vybrán pro inteligentní zavlažovací systém | Obchodní deník San Fernando Valley". sfvbj.com. Citováno 2019-02-11.
  43. ^ „Řešení LoRa nabízí bezdrátové zobrazení do zdraví půdy - 09.11.2018 - strana 1 - RFID Journal“. www.rfidjournal.com. Citováno 2019-02-11.
  44. ^ „Španělsko pilotuje inteligentní vodní technologii“. Svět inteligentních měst. Citováno 2019-02-11.
  45. ^ „Nizozemská firma uvádí na trh inteligentní zemědělské řešení LoRa v síti Senet“. enterpriseiotinsights.com. Citováno 2019-02-11.
  46. ^ „Calgary, Alberta představuje 4 nové iniciativy inteligentního města“. Smart Cities Dive. Citováno 2019-02-15.
  47. ^ „Společnost Orange provedla v rámci projektu Intelligent City Pilot instalaci sítě LPWA (Low Power Wide Area), která pokrývá celé město“. Alba Iulia Smartcity. Citováno 2019-07-17.
  48. ^ https://www.nnnco.com.au/news/article/city-of-gold-coast-to-build-australias-biggest-lorawan-network-with-iot-operator-nnnco/

Další čtení

externí odkazy