Bezprzewodowe sieci usprawniają połączenia między urządzeniami. Obecnie jedną z najszybciej rozwijających się technologii tego typu jest LoRaWAN.
LoRaWAN (ang. LoRa Wide Area Network) oraz LoRa (ang. Long Range) to rodzaj systemu komunikacji bezprzewodowej, którego dwoma charakterystycznymi cechami jest daleki zasięg oraz niski pobór mocy. Dzięki niemu można uzyskać zasięg rzędu kilkunastu kilometrów (nawet 10-15 km). Obecnie systemy te cieszą się dużym zainteresowaniem ze względu na swoją funkcjonalność w przesyłaniu informacji na odległość. Co warto wiedzieć na temat systemu LoRaWAN i jego wykorzystania we współczesnym przemyśle i infrastrukturze?
Czym jest LoRaWAN?
Technologia LoRaWAN jest rodzajem radiowego protokołu komunikacyjnego, który służy do przekazywania danych w tak zwanym Internet of Things (IoT), czyli internecie rzeczy. Dzięki niemu urządzenia wchodzące w skład sieci IoT mogą łączyć się z internetem przy jednoczesnym zachowaniu obniżonego poboru mocy i dalekiego zasięgu. Co ważne, system ten wykorzystuje otwarty standard, dlatego nie ma wtedy potrzeby ponoszenia opłat licencyjnych za korzystanie z określonego spektrum radiowego. W przypadku Europy LoRaWAN wykorzystuje częstotliwość 868 MHz. Dzięki takim zaletom LoRaWAN wyróżnia się bardzo szerokim zastosowaniem w różnych obszarach, między innymi w przemyśle.
LoRaWAN – jak działa?
Aby stworzyć system LoRaWAN, konieczne są odpowiednie komponenty, które pozwalają na wykonanie sieci wzajemnie komunikujących się ze sobą urządzeń, wykorzystujących wspomnianą wyżej koncepcję internetu rzeczy. Sieć ta przypomina tak zwaną rozszerzoną gwiazdę – jej element centralny, którym jest serwer aplikacyjny, jest połączony z użyciem bramek i serwera sieciowego. W następnej kolejności bramki te komunikują się z urządzeniami końcowymi. Jedna bramka może obsługiwać nawet kilkanaście tysięcy urządzeń.
Architektura systemu LoRaWAN:
- serwer aplikacyjny
- serwer sieciowy
- bramki
- urządzenia końcowe
Do urządzeń końcowych, których dotyczy komunikacja w sieci LoRaWAN, zalicza się szeroką gamę. Wyposażone są one w odpowiednie moduły radiowe, których zadaniem jest przesyłanie i odbieranie sygnałów z bramek. Jako że LoRaWAN nie pobiera dużo energii, zainstalowane w nich baterie mogą służyć przez wiele lat. Istnieje także możliwość wykorzystania alternatywnych źródeł energii, takich jak ogniwa fotowoltaiczne.
Gdzie stosuje się LoRaWAN?
Za pomocą systemów LoRaWAN można tworzyć sieci obsługujące różnego rodzaju urządzenia, między innymi w przemyśle, gospodarce komunalnej i infrastrukturze.
Przykładowe zastosowanie systemów LoRaWAN:
- prowadzenie prac pomiarowych
- kontrola i monitorowanie procesów w przemyśle
- powiadamianie o zagrożeniach, na przykład o powodziach
- monitorowanie floty pojazdów
- systemy inteligentnego oświetlenia
- systemy monitorujące w medycynie, na przykład dla seniorów
- systemy kontroli dystansu
- sensory parkingowe
Zalety i wady systemu LoRaWAN
Ze względu na swoje zalety LoRaWAN jest obecnie często wykorzystywanym rozwiązaniem do komunikacji bezprzewodowej. Warto jednak zaznaczyć, że system ten nie jest pozbawiony wad.
Zalety systemu LoRaWAN:
- niskie zapotrzebowanie na energię – dzięki temu elementy sieci nie wymagają częstego ładowania akumulatorów i wymiany baterii na nowe, mogą służyć nawet na kilka lat,
- daleki przesył danych – obecnie standardem jest kilkanaście kilometrów, lecz dzięki nowocześniejszym, rozwijanym obecnie technologiom można uzyskać jeszcze większy zasięg, zatem jest to bardzo dobra alternatywa dla innych metod bezprzewodowego przesyłu danych, takich jak WiFi czy Bluetooth,
- brak opłat licencyjnych – zmniejsza to koszty korzystania z systemu LoRaWAN,
- skalowalność – za pomocą systemu można tworzyć rozbudowane sieci składające się z tysięcy urządzeń końcowych.
Wady systemu LoRaWAN:
- niższa szybkość transmisji danych – najczęściej na poziomie 0,3-37,5 kbps, dlatego nie jest możliwe przesyłanie plików o większych rozmiarach,
- opóźnienia w przesyle danych – przy systemach LoRaWAN mogą występować opóźnienia w przesyle danych, dlatego nie są one polecane tam, gdzie ważny jest dostęp do informacji w czasie rzeczywistym.