Wat zijn LoRa en LoRaWAN?
Welkom bij het eerste hoofdstuk van The Things Fundamentals over LoRaWAN. In dit hoofdstuk leer je waarom LoRaWAN zo geweldig is, hoor je over een aantal geweldige LoRaWAN-usecases en leer je het verschil tussen LoRa en LoRaWAN.
LoRa
LoRa is een draadloze modulatietechniek afgeleid van Chirp Spread Spectrum (CSS) -technologie. Het codeert informatie op radiogolven met behulp van chirppulsen – vergelijkbaar met de manier waarop dolfijnen en vleermuizen communiceren! LoRa-gemoduleerde transmissie is bestand tegen storingen en kan over grote afstanden worden ontvangen.
Maak je geen zorgen over de complexe termen; LoRa-modulatie en Chirp Spread Spectrum-technologie zijn in de praktijk eenvoudig te begrijpen. Mocht je nieuwsgierig zijn: in deze video legt Richard Wenner uit hoe Chirp Spread Spectrum-technologie werkt:
LoRa is ideaal voor toepassingen die kleine hoeveelheden data met lage bitsnelheden verzenden. Data kan over een groter bereik worden verzonden dan technologieën zoals wifi, Bluetooth of ZigBee. Deze eigenschappen maken LoRa zeer geschikt voor sensoren en actuatoren die in een energiezuinige modus werken.
LoRa kan worden gebruikt op de licentievrije sub-gigahertz -banden, bijvoorbeeld 915 MHz, 868 MHz en 433 MHz. Het kan ook worden gebruikt op 2,4 GHz om hogere datasnelheden te bereiken in vergelijking met sub-gigahertz-banden, wat ten koste gaat van het bereik. Deze frequenties vallen in ISM-banden die internationaal gereserveerd zijn voor industriële, wetenschappelijke en medische doeleinden.
LoRaWAN-
LoRaWAN is een Media Access Control (MAC)-laagprotocol dat is gebaseerd op LoRa-modulatie. Het is een softwarelaag die definieert hoe apparaten de LoRa-hardware gebruiken, bijvoorbeeld wanneer ze gegevens verzenden, en de opmaak van berichten.
The Things Network wordt aangestuurd door The Things Stack, een LoRaWAN-netwerkserver die berichten van LoRaWAN-apparaten ontvangt. Probeer het hier en begin gratis met bouwen .
Het LoRaWAN-protocol wordt ontwikkeld en onderhouden door de LoRa Alliance . De eerste LoRaWAN-specificatie werd uitgebracht in januari 2015. De onderstaande tabel toont de versiegeschiedenis van de LoRaWAN-specificaties. Op het moment van schrijven zijn de nieuwste specificaties 1.0.4 (in de 1.0-serie) en 1.1 (in de 1.1-serie).
| Versie | Releasedatum |
| 1.0 | Januari 2015 |
| 1.0.1 | Februari 2016 |
| 1.0.2 | Juli 2016 |
| 1.1 | Oktober 2017 |
| 1.0.3 | Juli 2018 |
| 1.0.4 | Oktober 2020 |
Bandbreedte versus bereik
LoRaWAN is geschikt voor het verzenden van kleine payloads (zoals sensordata) over lange afstanden. LoRa-modulatie biedt een aanzienlijk groter communicatiebereik met lage bandbreedtes dan andere concurrerende draadloze datatransmissietechnologieën. De volgende afbeelding toont enkele toegangstechnologieën die kunnen worden gebruikt voor draadloze datatransmissie en hun verwachte transmissiebereiken versus bandbreedte.
Waarom is LoRaWAN zo geweldig?
- Ultralaag energieverbruik – LoRaWAN-eindapparaten zijn geoptimaliseerd om in een energiebesparende modus te werken en kunnen tot 10 jaar meegaan op één knoopcelbatterij.
- Groot bereik – LoRaWAN-gateways kunnen signalen verzenden en ontvangen over een afstand van meer dan 10 kilometer in landelijke gebieden en tot 3 kilometer in dichtbevolkte stedelijke gebieden.
- Diepe indoor-penetratie – LoRaWAN-netwerken kunnen diepe indoor-dekking bieden en eenvoudig gebouwen met meerdere verdiepingen bestrijken.
- Licentievrij spectrum – U hoeft geen dure licentiekosten voor frequentiespectrum te betalen om een LoRaWAN-netwerk te implementeren.
- Geolocatie – Een LoRaWAN-netwerk kan de locatie van eindapparaten bepalen met behulp van triangulatie zonder dat gps nodig is. Een LoRa-eindapparaat kan worden gelokaliseerd als ten minste drie gateways het signaal opvangen.
- Hoge capaciteit – LoRaWAN-netwerkservers verwerken miljoenen berichten van duizenden gateways.
- Openbare en particuliere implementaties – U kunt eenvoudig openbare en particuliere LoRaWAN-netwerken implementeren met dezelfde hardware (gateways, eindapparaten, antennes) en software (UDP-pakketdoorstuurders, Basic Station-software, LoRaWAN-stacks voor eindapparaten).
- End-to-end beveiliging – LoRaWAN zorgt voor veilige communicatie tussen het eindapparaat en de applicatieserver met behulp van AES-128-encryptie.
- Firmware-updates draadloos : u kunt firmware (toepassingen en de LoRaWAN-stack) op afstand bijwerken voor één eindapparaat of een groep eindapparaten.
- Roaming – LoRaWAN-eindapparaten kunnen naadloze overdrachten van het ene netwerk naar het andere uitvoeren.
- Lage kosten – Minimale infrastructuur, goedkope eindknooppunten en opensourcesoftware.
- Certificeringsprogramma : met het certificeringsprogramma van de LoRa Alliance worden eindapparaten gecertificeerd en kunnen eindgebruikers erop vertrouwen dat de apparaten betrouwbaar zijn en voldoen aan de LoRaWAN-specificatie.
- Ecosysteem – LoRaWAN heeft een zeer groot ecosysteem van apparaatfabrikanten, gatewayfabrikanten, antennefabrikanten, netwerkdienstverleners en applicatieontwikkelaars.
LoRaWAN-gebruiksscenario’s
Hier zijn een paar geweldige LoRaWAN-use cases van Semtech , die u inzicht geven in hoe LoRaWAN kan worden toegepast:
- Bewaking van de koudeketen van vaccins : LoRaWAN-sensoren worden gebruikt om ervoor te zorgen dat vaccins tijdens het transport op de juiste temperatuur blijven.
- Dierenbescherming – Volgsensoren beheren bedreigde diersoorten zoals de zwarte neushoorn en het amoerpanter.
- Patiënten met dementie – Sensoren op de polsband detecteren vallen en zorgen voor medicijnregistratie.
- Slimme boerderijen – Realtime inzicht in de vochtigheid van de bodem en een geoptimaliseerd irrigatieschema verminderen het waterverbruik met wel 30%.
- Waterbesparing – Identificatie en snellere reparatie van lekken in het waternetwerk van een stad.
- Voedselveiligheid – Temperatuurbewaking zorgt ervoor dat de kwaliteit van voedsel behouden blijft.
- Slimme afvalbakken – Medewerkers ontvangen meldingen over de hoeveelheid afval in de afvalbakken, zodat het ophaalschema wordt geoptimaliseerd.
- Slimme fietsen – Fietsvolgsystemen volgen fietsen in afgelegen gebieden en dichte gebouwen.
- Luchthaventracking – GPS-vrije tracking voor het bewaken van voertuigen, personeel en bagage.
- Efficiënte werkplekken – Bewaking van ruimtebezetting, temperatuur, energieverbruik en parkeerbeschikbaarheid.
- Gezondheid van het rundvee – Sensoren bewaken de gezondheid van het rundvee, detecteren ziektes en voorspellen het tijdstip waarop kalveren geboren worden.
- LoRa in de ruimte – Satellieten voor wereldwijde dekking op basis van LoRaWAN.
LoRa Alliantie
De LoRa Alliance® is een open, non-profitorganisatie die in 2015 is opgericht. De organisatie ondersteunt de ontwikkeling van het LoRaWAN-protocol en zorgt voor de interoperabiliteit van alle LoRaWAN-producten en -technologieën. Momenteel telt de LoRa Alliance meer dan 500 leden wereldwijd .
De LoRa Alliance biedt LoRaWAN-certificering voor eindapparaten. Gecertificeerde eindapparaten geven gebruikers de zekerheid dat het apparaat betrouwbaar is en voldoet aan de LoRaWAN-specificatie. Meer informatie over LoRaWAN-certificering vindt u op de website van de LoRa Alliance . Certificering is alleen beschikbaar voor fabrikanten die lid zijn van de LoRa Alliance. Na certificering mag de fabrikant het LoRaWAN Certified-keurmerk op het product gebruiken.
LoRaWAN is nu een ITU-standaard.
Zoals aangekondigd door de LoRa Alliance® op 7 december 2021, is LoRaWAN® officieel goedgekeurd als standaard voor Low Power Wide Area Networking (LPWAN) door de International Telecommunication Union (ITU).
Lees het persbericht van Lora Alliance®, LoRaWAN® formeel erkend als ITU International-standaard voor Low Power Wide Area Networking voor meer informatie.
Vragen
- Wie verstrekt de LoRaWAN-certificering?
- LoRa Alliantie
- Het Things Network
- IEEE
- Semtech
- LoRa is een:
- MAC-laagprotocol
- Implementatie op de fysieke laag
- LoRaWAN is een:
- MAC-laagprotocol
- Implementatie op de fysieke laag
- LoRaWAN kan worden gebruikt op:
- Licentievrij spectrum
- ISM-banden
- 2,4 GHz
- Al het bovenstaande
- Welk gebruiksvoorbeeld van LoRaWAN is niet geschikt?
- Dierenbescherming
- Creditcardbetalingen
- Slimme afvalbakken
- Gezondheid van vee