Платформа LoRa упрощает дизайн, сокращает спецификацию

Развитие IoT (Интернета вещей) сопряжено с проблемами проектирования, которые многие компании пытаются решить, предоставляя дизайнерам соответствующие инструменты. В течение следующего десятилетия более 500 миллиардов устройств будут подключены к Интернету, и потребуется надежная корпоративная стратегия для обеспечения устройств с возможностью определения местоположения и надлежащего управления энергопотреблением.

Интернет вещей повлияет на все аспекты повседневной жизни, охватывая ряд невообразимых приложений:от носимых подключенных устройств до широкого спектра приложений для управления активами, приложений для мониторинга и датчиков, которые могут обмениваться данными с одним или несколькими шлюзами на расстоянии до нескольких километров.

Эти устройства обычно предназначены для длительного обслуживания до восьми лет. Поэтому необходимо выбрать сетевое подключение, которое будет поддерживаться в течение этого периода. Типичные приложения Интернета вещей не требуют непрерывной передачи данных - только в определенных ситуациях, в зависимости от типа измеряемых параметров. И они не требуют высоких битрейтов. Этим характеристикам соответствуют технологии LPWAN (Low Power Wide Area Networks), которые требуют низкой мощности передачи и обеспечивают отличное покрытие и масштабируемость.

Semtech Corp. выпустила платформу LoRa Edge, основанную на LoRa, чтобы обеспечить широкий спектр приложений и произвести революцию в управлении множеством датчиков. Платформа объединяет трансивер LoRa со сверхнизким энергопотреблением, технологии сканирования GNSS и Wi-Fi. Сочетание технологии Lora и облачных решений с геолокацией обеспечивает правильный баланс между точностью определения местоположения и низким энергопотреблением, оптимизируя стоимость и сложность системы. Устраняя необходимость в дополнительных компонентах GNSS и Wi-Fi, LoRa Edge снижает затраты на спецификации.

Технология LoRa обладает значительными техническими полномочиями и уже используется в приложениях, требующих надежной связи на расстояниях в несколько километров, таких как беспроводное считывание приборов и системы управления уличным освещением. Эта технология в диапазоне частот ниже ГГц поддерживает скорость передачи данных от 0,3 до 50 кбит / с, в зависимости от расстояния и продолжительности сообщения. Дальность передачи может достигать 15-20 километров. Даже в густонаселенной городской среде достижимы расстояния связи более 2 км.

«LoRa имеет большой радиус действия, вам не нужно много ретрансляторов базовых станций, люди могут иметь общедоступное, частное сетевое решение на основе LoRa, которое действительно используется для отслеживания приложений», - сказал Оливье Божар, старший директор по экосистеме LoRa в Semtech. . «Но самое главное, LoRa имеет чрезвычайно низкое энергопотребление. А что это значит? Люди могут сделать очень маленький трекер, очень маленький трекер и маленькую батарею ».

«LoRa имеет чрезвычайно низкое энергопотребление, и это было доказано множеством сценариев использования в коммунальном хозяйстве, водоснабжении и газе. В управлении активами это имеет значение во многих ситуациях », - сказал Божар.

LoRa (Long Range) - это технология, в которой стек состоит из двух слоев. Первый уровень стека LoRa - это физический уровень (PHY), который использует проприетарную модуляцию, полученную из Chirp Spread Spectrum (CSS), а второй уровень - это протокол для уровня MAC (управления доступом к среде), называемый LoRaWAN.

Сеть LoRa включает шлюзы для подключения к центральному сетевому серверу. Конечные точки обмениваются данными с топологией звездообразной сети через односкачковое беспроводное соединение со шлюзами с возможностью подключения к нескольким шлюзам для обеспечения избыточности соединений (рисунки 1 и 2).

Рис. 1. Решение для определения местоположения Lora Edge (Источник:Semtech)

Рис. 2. Принцип сканирования GNSS, вспомогательный режим (Источник:Semtech )

Первый чипсет LoRa Edge, ориентированный на геолокацию, - это LR1110 от Semtech. Он захватывает часть сигнала спутникового вещания. Сигналы объединяются в сообщение NAV и отправляются на облачный сервер. Сканер GNSS поддерживает геостационарный GPS L1 + GPS, SBAS:EGNOS + WAAS, BeiDou B1 + BeiDou геостационарный GEO / IGSO (рисунок 3).

Рисунок 3:Блок-схема LR1110 (Источник:Semtech )

LoRa Edge - это универсальный набор микросхем для внутреннего и внешнего применения. Это позволяет клиентам дополнительно управлять общей стоимостью владения (TCO), платя только тогда, когда необходимо идентифицировать актив. Улучшенное предоставление ключей на этапе производства и безопасный процесс присоединения еще больше упрощают разработку решений Интернета вещей и полностью соответствуют ожиданиям клиентов в области безопасности. По заключению Semtech, сервисы геолокации LoRa Edge и LoRa Cloud предлагают уникальную системную архитектуру для снижения энергопотребления.