LoRa для управления - освещение, блокировки и ответ по запросу

Ограничения использования LoRaWAN - влияют на безопасность, стоимость и надежность.

Многие клиенты Link Labs используют LoRa для беспроводной связи в своих проектах, ориентированных на управление. LoRa - отличный выбор для таких приложений, потому что большая дальность действия и высокий бюджет канала связи LoRa означает, что большая территория, такая как все здание, кампус или несколько городских кварталов, может быть покрыта одним шлюзом.

Большинство клиентов пробовали использовать стандартный протокол LoRaWAN для своих приложений, прежде чем принять решение об использовании Symphony Link, который является нашим альтернативным протоколом частной сети, также созданным с помощью LoRa, оптимизированным для промышленных датчиков и контроля и очень настраиваемым. Вот причины, по которым они выбирают Symphony Link:

Безопасность:многоадресная рассылка.

Многоадресная рассылка необходима для одновременного управления несколькими точками. Вы можете себе представить, что для многих приложений на основе управления важно одновременное управление более чем одним устройством. Может потребоваться включить все уличные фонари в блоке или запереть все двери в коридоре в экстренной ситуации. Приложениям по запросу также почти всегда требуется управление многоадресной рассылкой.

Это связано с тем, как шифрование, аутентификация и инициализация обрабатываются в LoRaWAN. Уникальный набор ключей / идентификаторов предварительно настраивается для каждой конечной точки, а затем сохраняется на сервере LoRaWAN. Единственный способ обратиться к нескольким узлам одновременно с помощью LoRaWAN - это обходной путь, при котором идентификатор узла и набор ключей совместно используются несколькими узлами. В этом случае сеть LoRaWAN думает, что передает сообщение нисходящего канала на один узел, но на самом деле несколько узлов могут его расшифровать. Это проблематично, потому что это нарушает архитектуру безопасности LoRaWAN, препятствует правильным функциям уровня 2 (например, подтверждениям сообщений) и требует от клиента обработки адресации и других функций на уровне приложения. (См. Стр. 11 - В этой статье о безопасности LoRaWAN)

В Symphony Link для каждого узла установлено несколько сеансовых ключей, одноадресный ключ и один или несколько многоадресных ключей. Это позволяет адресовать узлы индивидуально, группами или по всей сети. Это мощное нововведение сделало Symphony Link отличным инструментом для клиентов, ориентированных на управление. Это также то, что позволяет Symphony Link поддерживать беспроводное обновление прошивки конечных устройств.

Стоимость установки:повторители

Повторители - это устройства, которые ретранслируют сигналы между конечными узлами и шлюзами, когда прямое соединение невозможно.

Хотя есть утверждения, что повторители не нужны, потому что диапазон LoRa очень велик (см. № 11 в этой статье), мы не согласны. Для проникновения в глубокое здание с комфортным запасом сигнала во многих случаях потребуется несколько шлюзов LoRaWAN.

Повторители Symphony Link работают путем размещения заголовка кадра, нисходящего канала, восходящего канала и кадра ретрансляции внутри одного кадра Symphony Link с использованием одного более высокого коэффициента распространения. Это уменьшает бюджет канала ретранслятора на 3 дБ, но не влияет на задержку.

Для таких приложений, как управление уличным освещением или реагирование на спрос, очень рентабельная архитектура, когда один центральный шлюз подключен к одному ретранслятору на район. Этим ретрансляторам требуется только питание (даже солнечная энергия), а не соединение для передачи данных. Некоторые из наших клиентов объединяют ретранслятор в оконечный узел, чтобы они могли работать и как контроллер, и как ретранслятор.

Надежность:межсетевые помехи и благодарности

LoRaWAN был разработан как протокол для крупномасштабной сети с одним оператором. Поскольку вместо этого он используется несколькими сторонами по-разному:

Поскольку все каналы LoRaWAN являются общими, любой пакет LoRaWAN виден и демодулируется всеми шлюзами в радиусе действия, независимо от того, кому они принадлежат. Если есть сеть LoRaWAN, управляемая оператором связи, и несколько частных сетей LoRaWAN, работающих в области, производительность всех сетей пострадает из-за коллизий. Для управляющих приложений это особенно неприятно, поскольку надежность является важным фактором.

Symphony Link использует другую схему модуляции, чем LoRaWAN, и поэтому трафик LoRaWAN не мешает Symphony Link. Кроме того, сети Symphony Link автоматически управляют распределением каналов, чтобы предотвратить межканальные помехи между сетями. Symphony Link может одновременно управлять 96 сетями в диапазоне 900 МГц без помех на нисходящем канале.

Поскольку все транзакции Symphony Link подтверждаются, как восходящие, так и нисходящие, любые пропущенные сообщения будут повторяться до тех пор, пока они не будут получены.

Некоторые соображения

Задержка. Нисходящий канал класса C в LoRaWAN является полностью асинхронным, и если однозначное управление - это работающая архитектура, задержка будет меньше, чем у Symphony Link. Это работает для приложений с питанием от переменного тока, поскольку для LoRaWAN класса C приемник работает непрерывно, потребляя ~ 10 мА. Symphony Link использует интервал кадра 1 или 2 секунды, поэтому задержка может составлять до 2 секунд для управляющего сообщения, но при использовании каналов пробуждения в Symphony Link возможны контроллеры с батарейным питанием. Это ключевая особенность замков и других контроллеров с батарейным питанием.

Другие функции Symphony Link.

Хотя это не обязательно так важно для управления приложениями, стоит упомянуть, что некоторым клиентам также требуются эти уникальные функции Symphony Link:

- Синхронизация времени - Общесетевое вещание времени позволяет запускать приложения с отметками времени и времени в конечной точке. Это также может быть важно для приложений управления. Таким образом, свет можно запрограммировать на включение / выключение в определенное время, а не на управление каждый раз.

- Обновление прошивки по воздуху - изменить прошивку приложения после развертывания.

- Автоматическая инициализация и шифрование . - в продакшене нет управления ключами для каждого устройства.

- Контроль мощности и скорости передачи данных в реальном времени - Позволяет узлам оставаться подключенными при быстром изменении радиочастотных условий и решает проблему LoRa для ближнего и дальнего радиуса действия, при которой близкие узлы не позволяют слышать удаленные узлы.

- Качество обслуживания - Позволяет важным сообщениям иметь приоритет над сообщениями с более низким приоритетом в перегруженных сетях.

В заключение:мы понимаем привлекательность использования бесплатной системы LoRaWAN для приложений IoT. В случае управляющих приложений большинство клиентов сочтут архитектуру ограничивающей, поскольку она не была предназначена для этой цели. Symphony Link был разработан с контролем в качестве основного варианта использования. Если вы хотите узнать больше о Symphony Link, свяжитесь с нами.