कैसे LoRWWAN चीजों की एक आधुनिक इंटरनेट बनाने में मदद करता है

लोरावन एक ऐसी तकनीक है जो आईओटी समाधानों के क्षेत्र में तेजी से लोकप्रियता हासिल कर रही है। एक ही समय में, कई ग्राहकों के लिए यह खराब समझ और विदेशी है, जिसके कारण इसके आसपास कई मिथक और गलत धारणाएं हैं। 2018 में, रूस में लोवरन आवृत्तियों के उपयोग पर कानून में संशोधन को अपनाया गया, जो बिना लाइसेंस के इस तकनीक का उपयोग करने की संभावनाओं का विस्तार करते हैं। हमारा मानना ​​है कि अब वास्तविक व्यावसायिक समस्याओं को हल करने में इस तकनीक का उपयोग शुरू करने का सबसे अच्छा समय है।

इस लेख में हम LoRaWAN के मूल सिद्धांतों, अपने नेटवर्क के निर्माण के लिए विकल्पों और तीसरे पक्ष के प्रदाताओं का उपयोग करने पर विचार करेंगे, और हमारे उत्पादों के बारे में भी बात करेंगे जो LoRaWAN का समर्थन करते हैं।

लोरावन क्या है?

लोरावन प्रोटोकॉल का एक सेट है जो लंबी दूरी पर काम करते हुए कम बिजली, कम बिजली वाले उपकरणों के लिए भौतिक और नेटवर्क डेटा ट्रांसमिशन परतों को परिभाषित करता है। संक्षिप्त नाम लोरा का अर्थ है लॉन्ग रेंज, यानी बड़े डेटा ट्रांसमिशन डिस्टेंस और WAN (वाइड एरिया नेटवर्क) का मतलब है कि प्रोटोकॉल नेटवर्क लेयर का भी वर्णन करता है।

प्रसिद्ध वायरलेस मानकों के विपरीत GSM / 3G / LTE / WiFi, LoRaWAN को मूल रूप से कम-शक्ति वाले सब्सक्राइबर उपकरणों की एक बड़ी संख्या के लिए डिज़ाइन किया गया था। इसलिए, मुख्य जोर प्रतिरक्षा पर हस्तक्षेप, ऊर्जा दक्षता और सीमा पर है। इसी समय, अधिकतम डेटा ट्रांसफर दरें केवल कुछ किलोबाइट प्रति सेकंड तक सीमित हैं।

एक सेलुलर नेटवर्क की तरह, LoRaWAN में सब्सक्राइबर डिवाइस और बेस स्टेशन हैं। बेस स्टेशन के साथ सब्सक्राइबर यूनिट की संचार रेंज 10 किमी तक पहुंच सकती है। इसी समय, उपभोक्ता उपकरणों में आमतौर पर स्वायत्त बैटरी शक्ति होती है और अधिकांश समय वे ऊर्जा-बचत मोड में होते हैं, सर्वर के साथ अल्पकालिक डेटा विनिमय के लिए कभी-कभी जागते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, पानी के मीटर हर कुछ दिनों में जाग सकते हैं और सर्वर के लिए पानी की खपत की मात्रा के वर्तमान मूल्य को प्रसारित कर सकते हैं, और बाकी समय वे नींद मोड में हैं। यह दृष्टिकोण आपको उन उपकरणों को प्राप्त करने की अनुमति देता है जो बैटरी को बदलने की आवश्यकता के बिना कई वर्षों तक काम करते हैं। लोरावन उपकरणों का कार्य बेस स्टेशन से जितनी जल्दी हो सके आवश्यक डेटा को स्थानांतरित करना / प्राप्त करना और अन्य उपकरणों के लिए हवा को मुक्त करना है, इसलिए, हवा पर लगने वाले समय के लिए नेटवर्क पर सख्त नियम हैं। डिवाइस बेस स्टेशन से पुष्टि प्राप्त करने के बाद ही डेटा संचारित करते हैं, यह आपको सर्वर से हवा पर लोड को नियंत्रित करने और समय पर डेटा विनिमय सत्रों को समान रूप से वितरित करने की अनुमति देता है।

लोरा मानक भौतिक परत का वर्णन करता है, आवृत्ति रेंज में सिग्नल मॉड्यूलेशन 433 मेगाहर्ट्ज, यूरोप में 868 मेगाहर्ट्ज, 915 मेगाहर्ट्ज ऑस्ट्रेलिया / अमेरिका और 923 मेगाहर्ट्ज एशिया है। रूस में, लो 685 मेगाहर्ट्ज बैंड का उपयोग लोरावन के लिए किया जाता है।

लोवरान कैसे काम करता है

चूंकि लोरावन बिना लाइसेंस के रेंज में संचालित होता है, यह बेस स्टेशनों के साथ अपने स्वयं के नेटवर्क की तैनाती को बहुत सरल करता है, इस स्थिति में आपको दूरसंचार ऑपरेटरों पर निर्भर होने की आवश्यकता नहीं है। अपने खुद के नेटवर्क को तैनात करने के अलावा, आप मौजूदा ऑपरेटरों के नेटवर्क का उपयोग कर सकते हैं। LoRaWAN प्रदाता पहले से ही दुनिया भर में मौजूद हैं और हाल ही में रूस में दिखाई देने लगे हैं, उदाहरण के लिए, ऑपरेटर Er-Telecom पहले से ही कई शहरों में अपने LoRaWAN नेटवर्क से कनेक्शन प्रदान करता है ।

रूस में, लोरावन आमतौर पर 866-869 मेगाहर्ट्ज में संचालित होता है, एक सब्सक्राइबर यूनिट द्वारा कब्जा की गई अधिकतम चैनल चौड़ाई 125 kHz है। यह कैसे SDR की मदद से हब उपयोगकर्ता रुस्लान ElectricFromUfa Nadyrshin द्वारा दर्ज स्पेक्ट्रोग्राम पर LoRaWAN प्रोटोकॉल का उपयोग कर डेटा विनिमय की तरह लग रहा है।



2018 के बाद से, रूस ने कानूनों में संशोधन को अपनाया है जो 868 मेगाहर्ट्ज की आवृत्तियों के उपयोग पर प्रतिबंधों को काफी कम करता है। रूस में लोरावन की आवृत्तियों को नियंत्रित करने वाले नए विधायी नियमों के बारे में विवरण इस लेख में पाया जा सकता है।

बेस स्टेशन - लोरावन मानकों की शब्दावली में, इसे गेटवे या हब कहा जाता है। उद्देश्य से, यह डिवाइस पारंपरिक मोबाइल सेलुलर नेटवर्क के बेस स्टेशनों के समान है: अंत डिवाइस इसके साथ जुड़े हुए हैं और डेटा ट्रांसमिशन के लिए चैनल, पावर और टाइम स्लॉट चुनने के लिए इसके निर्देशों का पालन करते हैं। बेस स्टेशन एक केंद्रीकृत सॉफ्टवेयर सर्वर से जुड़े होते हैं जिनकी संपूर्ण नेटवर्क की स्थिति तक पहुंच होती है, आवृत्ति नियोजन आदि में लगे होते हैं।
आमतौर पर, लोरावन बेस स्टेशन स्थिर बिजली से जुड़े होते हैं और इन्टरनेट की स्थिर पहुँच होती है। एडेप्टेक 100 और 500 ग्राहक इकाइयों की क्षमता के साथ WISE-6610 श्रृंखला के लोरावन बेस स्टेशनों के कई मॉडल और ईथरनेट और एलटीई के माध्यम से इंटरनेट से जुड़ने की क्षमता प्रदान करता है।

सब्सक्राइबर डिवाइस - एक कम-शक्ति ग्राहक डिवाइस, आमतौर पर स्वायत्त शक्ति के साथ। ज्यादातर समय स्लीप मोड, एनर्जी सेविंग मोड में होता है। डेटा संचारित / प्राप्त करने के लिए एक दूरस्थ अनुप्रयोग सर्वर के साथ इंटरैक्ट करता है। बेस स्टेशन और एप्लिकेशन सर्वर पर प्रमाणीकरण के लिए स्टोर एन्क्रिप्शन कुंजी। यह कई बेस स्टेशनों की सीमा में हो सकता है। बेस स्टेशन से प्राप्त हवा पर काम करने के नियमों का कड़ाई से अनुपालन करता है। एड्वेंचरच वाइज -4610 डिवाइस मॉड्यूलर I / O टर्मिनल हैं, जिसमें विभिन्न एनालॉग और डिजिटल I / O और RS-485/232 सीरियल इंटरफेस हैं।


^{ग्राहक अपने लोरावन बेस स्टेशनों को तैनात कर सकते हैं या तीसरे पक्ष के ऑपरेटरों के मौजूदा नेटवर्क का उपयोग कर सकते हैं}

लोरावन सार्वजनिक नेटवर्क

इस आर्किटेक्चर में, उपकरण एक तृतीय-पक्ष ऑपरेटर के सार्वजनिक नेटवर्क से जुड़े होते हैं। क्लाइंट को केवल सब्सक्राइबर डिवाइस खरीदने और प्रदाता के साथ एक समझौते को समाप्त करने की आवश्यकता है, नेटवर्क तक पहुंचने के लिए कुंजी प्राप्त करें। इसके अलावा, ग्राहक पूरी तरह से ऑपरेटर कवरेज पर निर्भर है।
यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि सार्वजनिक लोरावन नेटवर्क में हवा के समय पर सख्त प्रतिबंध हो सकते हैं जो डिवाइस पर कब्जा कर सकता है, इसलिए उन अनुप्रयोगों के लिए जहां अधिक लगातार डेटा विनिमय की आवश्यकता होती है, ऐसे नेटवर्क उपयुक्त नहीं हो सकते हैं।
डेटा भेजने से पहले, डिवाइस संचारित करने की अनुमति मांगता है, और केवल अगर बेस स्टेशन पुष्टि के साथ उत्तर देता है, तो एक्सचेंज लगेगा।


^{तीसरे पक्ष के लोरावन नेटवर्क का उपयोग करते समय, ग्राहक किसी और के बेस स्टेशन इन्फ्रास्ट्रक्चर का उपयोग करता है और प्रदाता के कवरेज और उसके डेटा ट्रांसफर प्रतिबंधों पर निर्भर करता है}

यह दृष्टिकोण सुविधाजनक है, उदाहरण के लिए, शहरी क्षेत्रों में ग्राहक उपकरणों की जगह, जहां आवश्यक बुनियादी ढांचा पहले से मौजूद है। उदाहरण के लिए, आवासीय भवनों में सेंसर स्थापित करने के लिए और बिजली या पानी के मीटर से डेटा एकत्र करने के लिए संचारित डेटा की थोड़ी मात्रा के साथ। ऐसे उपकरण हर कुछ दिनों में एक बार डेटा संचारित कर सकते हैं।

निजी नेटवर्क लोरावन

एक निजी नेटवर्क को तैनात करते समय, ग्राहक स्वतंत्र रूप से बेस स्टेशन और प्लान कवरेज स्थापित करता है। यह दृष्टिकोण सुविधाजनक है जब आपको नेटवर्क पर या उन साइटों पर पूर्ण नियंत्रण की आवश्यकता होती है जहां कोई ऑपरेटर कवरेज नहीं है।


^{एक निजी नेटवर्क में, ग्राहक बुनियादी ढांचे को पूरी तरह से नियंत्रित करता है}

इस वास्तुकला में, ग्राहक बेस स्टेशनों की तैनाती के लिए उपकरण में एक बार निवेश करता है और फिर सेवाओं और तीसरे पक्ष के ऑपरेटरों पर निर्भर नहीं करता है। यह विकल्प दूरस्थ कृषि सुविधाओं, उत्पादन आदि पर नेटवर्क बनाने के लिए उपयुक्त है। खुद के नेटवर्क से मौजूदा बुनियादी ढाँचे को बढ़ाना, कवरेज बढ़ाना, सब्सक्राइबर उपकरणों की संख्या और संचारित डेटा की मात्रा को आसान बनाना है।

सब्सक्राइबर इनपुट / आउटपुट टर्मिनल WISE-4610

तकनीकी विनिर्देश

• सभी विश्व आवृत्ति के लिए संस्करण लोरावन
• 5 किमी तक के आधार के साथ संचार की सीमा
• परिधीय उपकरणों को जोड़ने के लिए विस्तार मॉड्यूल
• 4000mAh की बिल्ट-इन बैटरी
• जीपीएस मॉड्यूल (गैलीलियो / बीडू / ग्लोनास)
• IP65 सुरक्षा
• USB प्रोग्रामिंग

WISE-4610 श्रृंखला LoRaWAN नेटवर्क में विभिन्न परिधीय उपकरणों को जोड़ने के लिए एक मॉड्यूलर टर्मिनल है। उनकी मदद से, आप किसी भी डिजिटल और एनालॉग सेंसर से डेटा एकत्र कर सकते हैं, जैसे कि थर्मामीटर, हाइग्रोमीटर, बैरोमीटर, एक्सेलेरोमीटर, आदि, RS-232/485 इंटरफेस के माध्यम से अन्य उपकरणों को नियंत्रित करते हैं। इसमें एक अंतर्निहित 4000mA बैटरी है, जो छह महीने तक स्वतंत्र रूप से काम कर सकती है। बैटरी चार्ज करने के लिए सौर पैनलों के साथ एकीकृत करता है। अंतर्निहित जीपीएस रिसीवर आपको डिवाइस के स्थान को सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति देता है, जो लेखांकन और स्थापना को सरल करता है: डिवाइस को पहले डेटाबेस में प्रवेश किए बिना माउंट किया जा सकता है, और स्थापना के बाद, वे स्वचालित रूप से प्राप्त निर्देशांक के आधार पर ऑब्जेक्ट से जुड़े होते हैं।

प्रोग्रामिंग और कॉन्फ़िगरेशन सामान्य यूएसबी इंटरफ़ेस के माध्यम से किया जाता है और इसके लिए अतिरिक्त नियंत्रक और प्रोग्रामर की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए इसे लैपटॉप का उपयोग करके साइट पर किया जा सकता है।

इंटरफ़ेस मॉड्यूल

WISE-4610 में बाहरी उपकरणों को जोड़ने के लिए इंटरफेस का एक सेट इंटरफ़ेस मॉड्यूल का उपयोग करके लागू किया जाता है जो नीचे से कनेक्ट होता है। एक WISE-4610 टर्मिनल एक इंटरफ़ेस मॉड्यूल कनेक्ट कर सकता है। ग्राहक के कार्यों के आधार पर, ये डिजिटल या एनालॉग इनपुट / आउटपुट, या सीरियल इंटरफेस हो सकते हैं। इंटरफ़ेस संपर्क M12 थ्रेडेड कनेक्शन के साथ एक एयरटाइट कनेक्टर द्वारा सुरक्षित हैं।

• WISE-S614-A - 4 एनालॉग इनपुट और 4 डिजिटल इनपुट
• WISE-S615-A - 6 चैनल आरटीडी (प्रतिरोध तापमान डिटेक्टर) प्रकार थर्मामीटर के लिए
• WISE-S617-A - 6 डिजिटल इनपुट, 2 सीरियल RS-232/485 इंटरफेस

Wzzard LRPv2 Series Sensor

BB Wzzard LRPv2 सीरीज़ सेंसर LoRaWAN ग्राहक इकाइयाँ हैं जिन्हें कठोर परिस्थितियों में डेटा एकत्र करने और त्वरित इंस्टॉलेशन के लिए डिज़ाइन किया गया है। उनके पास एक चुंबकीय आधार है और अतिरिक्त फास्टनरों के बिना धातु की सतहों पर सुरक्षित रूप से घुड़सवार किया जा सकता है, जो आपको कई उपकरणों के नेटवर्क को जल्दी से तैनात करने की अनुमति देता है। साइड पर स्थित एक सील इंटरफ़ेस कनेक्टर, बाहरी बाह्य उपकरणों और सेंसर को जोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है।



तकनीकी विनिर्देश

• लोरावन 868/915 / 923 मेगाहर्ट्ज की सभी आवृत्ति रेंज में काम करें
• धातु की सतह पर चुंबकीय माउंट
• रुस 485 (मोडबस), 4 एनालॉग इनपुट, 2 डिजिटल आउटपुट, 1 डिजिटल आउटपुट
• तंग इंटरफ़ेस केबल कनेक्शन
• 2 एए लिथियम बैटरी, सौर पैनल या 9 ~ 36V बिजली की आपूर्ति से संचालन
• IP66 संरक्षण वर्ग
• -40 ~ 75 डिग्री सेल्सियस पर ऑपरेशन

बेस स्टेशन लोवरन WISE-6610

लोटेवन के निजी नेटवर्क को तैनात करने के लिए एडेप्टेक उपकरणों की एक पूरी श्रृंखला प्रदान करता है। WISE-6610 श्रृंखला के गेटवे का उपयोग सब्सक्राइबर डिवाइसों को जोड़ने के लिए किया जाता है, जैसे WISE-4610 और Wzzard LRPv2 , और एप्लिकेशन सर्वर में डेटा ट्रांसफर करते हैं। लाइनअप में ऐसे मॉडल होते हैं जो एक साथ 100 और 500 ग्राहक उपकरणों के कनेक्शन का समर्थन करते हैं। गेटवे ईथरनेट के माध्यम से इंटरनेट से जुड़ा हुआ है, एक अंतर्निहित 4 जी मॉडेम वाले संस्करण भी उपलब्ध हैं। अनुप्रयोग सर्वर पर डेटा स्थानांतरित करने के लिए MQTT और मोडबस प्रोटोकॉल के लिए समर्थन।



तकनीकी विनिर्देश

• लोरावन की सभी श्रेणियों के लिए समर्थन
• 100 या 500 ग्राहक इकाइयों की एक साथ सर्विसिंग
• ईथरनेट कनेक्शन
• वैकल्पिक: अंतर्निहित एलटीई मॉडेम
• अंतर्निहित वीपीएन सर्वर / क्लाइंट

निष्कर्ष

LoRaWAN तकनीक औद्योगिक समाधान के माहौल में बहुत ध्यान आकर्षित करती है, और आज यह संभव है कि आपकी व्यावसायिक समस्याओं को प्रभावी ढंग से हल किया जा सके। लेकिन ज्यादातर ग्राहकों के लिए, लोवरन अभी भी एक अल्पज्ञात और अस्पष्ट तकनीक है। हमारा मानना ​​है कि निकट भविष्य में यह क्लासिक सेल्युलर नेटवर्क की तरह व्यापक होगा, जो हमारे ग्राहकों के लिए अकेले इंटरनेट ऑफ थिंग्स समाधानों को लागू करना आसान बना देगा।