Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Модули и антенны Lora

Модули и антенны Lora

LoRawan модули

LoRa — это тип модуляции с расширением спектра, в которой данные кодируются широкополосными ЛЧМ-импульсами. Преимущества LoRa: повышенная чувствительность приемника за счет расширения спектра и низкая критичность к расстройке по частоте между приемником и передатчиком. Благодаря технологии LoRawan передача осуществляется до 15 километров на открытом воздухе.

"Макро Групп" предлагает беспроводные LoRa модули и антенны от ведущих производителей Европы и Азии.

Модули LoRaWAN

Рабочая частота 868МГц

Мощность передатчика 25мВт
Модуляция LoRa
Чувствительность приемника -137дБм
Дальность связи до 3,5км в плотной
городской застройке и до 15км в зоне
прямой видимости

LoRa WAN

Температурный диапазон: -40°С…+85°С

Размеры: 26x27x2,5 мм

1. Радиомодуль LRTX-868-PCB-CAAT – 2 шт.
2. Плата P-NUCLEO-LRWAN1
3. Мост USB-UART
4. Кабель mini USB
5. Кабель micro USB
6. Пластиковый кейс 335 x 268 x 70 мм

Чувствительность до -148dBm

Температурный диапазон: -20°С…+70°С

Размеры: 16х16 мм

Чувствительность до -148dBm

Температурный диапазон: -20°С…+70°С

Размеры: 16х16 мм

Чувствительность до -139dBm

Управление AT командами

Температурный диапазон: -20°С…+70°С

Размеры: 20х16 мм

Чувствительность до -139dBm

Управление AT командами

Температурный диапазон: -20°С…+70°С

Размеры: 20х16 мм

Антенны LoRa

Антенны Lora860-870 МГцLoRa WANИмпеданс 50Ом
Горизонтальная поляризация
Всенаправленная

Температурный диапазон -40…+85°C

Антенны LoraISM (868 — 875 Mгц)

Сопротивление: 50 Ом
Поляризация: вертикальная
Усиление: 2 дБ Max
КСВ: <2:1

Рабочая температура: от -40°C до +85°C

Размеры: 77,4*15 мм

Антенны LoraISM (434/868/915 МГц)

ZigBee, ISM, SIGFOX, LoRa

Сопротивление: 50 Ом
Поляризация: вертикальная
Усиление: 2,3 дБ Max
КСВ: <1,4:1

Рабочая температура: от -40°C до +85°C

Размеры: 31*71,5 мм

Антенны LoraISM (434/868/915 МГц)

ISM / SIGFOX / LoRa (868 MHz)

Сопротивление: 50 Ом
Поляризация: RHCP, линейная
Усиление: 26dB @ 3V (GNSS), 2 dBi (LoRa)
КСВ: <1,2:1

Рабочая температура: от -40°C до +85°C

Размеры: 54*95 мм

Антенны LoraISM (434/868/915 МГц)

ISM / TETRA / LoRa (433 MHz)
ISM / SIGFOX / LoRa (868 MHz)
ISM / SIGFOX / LoRa (915 MHz)

Сопротивление: 50 Ом
Поляризация: вертикальная
Усиление: 0 dBi
КСВ: <2:1

Рабочая температура: от -40°C до +85°C

Размеры: 7,9*50 мм

Антенны LoraISM (434/868/915 МГц)

ISM / SIGFOX / LoRa (868 MHz)

Сопротивление: 50 Ом
Поляризация: вертикальная
Усиление: 2,2 дБ Max
КСВ: <2:1

Особенности применения технологии LoRa для создания локальной сети передачи данных.

Особенности применения технологии LoRa для создания локальной сети передачи данных.

«Интернет вещей» (Internet of Things, IoT). Под этим понятием подразумевается единая сеть физических объектов, объединенных в локальную сеть , использующих встроенную технологию для измерения собственных характеристик

или параметров внешней среды, анализа собираемых данных и передачи полученной информации на другие устройства.

Вопрос: как обеспечить надежное объединение этих устройств в сети с возможностью масштабирования без сопутствующего двух- или трехкратного увеличения количества базовых станций GSM-сетей и/или значительного увеличения числа точек доступа? Очевидный ответ: внедрить устойчивые сети связи на основе узлов с увеличенным радиусом действия и максимальным временем автономной работы, позволяющие полностью отказаться от применения дополнительных ретрансляторов сигнала.

Читайте так же:
Под какими логинами можно редактировать настройки счетчика

23 марта 2015 года Semtech Corporation и исследовательский центр IBM Research объявили о важном достижении в области беспроводных технологий передачи данных, представив новый открытый энергоэффективный сетевой протокол LoRaWAN (Long Range Wide Area Networks), обеспечивающий значительные преимущества перед Wi-Fi и сотовыми сетями благодаря возможности развертывания межмашинных (M2M) коммуникаций. Для ее поддержки, развития и стандартизации был создан альянс LoRa (LoRa Alliance), в состав альянса входят как известные производители электроники (Cisco, IBM, Kerlink, IMST, Semtech, Microchip Technology), так и ведущие телекоммуникационные операторы (Bouygues Telecom, KPN, SingTel, Proximus, Swisscom).

Основная задача LoRa Alliance — объединение аппаратного и программного обеспечения на базе стандарта LoRaWAN, чтобы обеспечить возможность операторам связи предоставлять услуги «Интернета вещей» как коммерческим организациям, так и частным лицам. Активное использование стандарта позволит значительно упростить задачу соединения множества устройств — от беспроводных датчиков в приложениях промышленной автомати- зации и системах безопасности до бытовой электроники. На основе нового протокола создано аппаратно-программное решение, включающее программный комплект разработки Mote Runner от IBM — средство разработки инфраструктуры беспроводных сенсорных сетей, представляющее собой открытую платформу для подключения датчиков и исполнительных механизмов к сети. В итоге, с учетом применения облачного сервера от IBM, можно получить доступное решение мониторинга своей сети распределенных датчиков без необходимости использования Wi-Fi-, GSM-, 3G- и WiMAX-устройств.

Аппаратная реализация протокола LoRaWAN основана на применении запатентованного компанией Semtech метода модуляции LoRa. Он основан на использовании технологии расширения спектра, при котором данные кодируются широкополосными ЛЧМ ( линейно частотно модулированными) – импульсами с меняющейся частотой. Кроме этого, для повышения надежности передаваемых данных используется процедура упреждающей коррекции ошибок, восстанавливающая искаженные биты данных. Все это, по заявлениям разработчиков данной технологии, позволило при использовании диапазона частот 868МГц и разрешенной мощности передатчика 10мВт получить устойчивую связь на расстоянии до 15 км на открытой местности и до 3,5 км – в условиях плотной городской застройки. Цифры по дальности связи , действительно, производят впечатление, однако сравнение данного метода передачи данных с обычными трансиверами, использующими FSK- модуляцию показывает, что не все так радужно. На рис.1 приведена диаграмма по дальности и основные технические характеристики для этих двух методов [ 1 ].

1 (3).png

Анализ приведенных данных показывает, что новый метод, выигрывая в дальности связи, существенно проигрывает в объеме передаваемых данных в единицу времени. Кстати, это подтверждается и расчетной формулой, приведенной ниже.

2 (4).png

Причина этого достаточно очевидна и подробно описана в [ 2 ]. Так как для повышения надежности каждый бит данных сопровождается передачей дополнительной служебной информации, в результате объем полезной информации в пакете передаваемых данных резко уменьшается. В таблице 1 приведено соотношение между коэффициентом модуляции SF и количеством дополнительных служебных бит на каждый передаваемый символ.

3 (4).png

Следует отметить, что наряду с технологией LoRa ( LPWAN) российским потребителям предлагается и отечественный продукт – технология « Стриж », обладающий примерно аналогичными техническими характеристиками , как по дальности связи, так и символьной скорости передачи информации. Основное отличие данного метода заключается в использовании иного — узкополосного метода передачи, когда ширина полосы составляет порядка 100 Гц, в отличие от LoRa, где аналогичная полоса может составлять 150 – 500 кГц.

Читайте так же:
Почему слетает счетчик метрики

Исходя из сказанного выше основной областью применения устройств на базе технологии LoRa ( а также –«Стриж » ) могут являться охранные системы, автономные датчики и устройства допускового контроля, датчики пожарной и иной сигнализации, у которых объем передаваемой информации достаточно мал. В [ 1 ] — раздел « LoRaWAN Application » производителем оборудования LoRa приводятся возможные области применения данной технологии :

4 (3).png

При этом продвижение данной технологии в любой из предложенных областей возможны лишь в случае, когда производители конечных приборов ( датчиков, сенсоров и пр.) будут заинтересованы во внедрении модуля связи LoRa в свои устройства – совершенно очевидно, что сенсорам , для выполнения своих основных функций , модуль передачи данных не нужен. Т.о. продвижение этой технологии будет успешным только в случае, когда предлагается конкретный проект, в котором именно данная технология будет наиболее привлекательна, проект, в котором поставщик LoRa будет готов выступить в роли системного интегратора, а также в успешном продвижении данного проекта будет заинтересован конечный потребитель.

Например, в качестве такого проекта можно было бы предложить оснащение многоквартирных жилых домов квартирными теплосчетчиками,- тема, которая всеми, имеющими отношение к сфере ЖКХ, признается крайне перспективной , однако реализация которой с использованием стандартных теплосчетчиков , в силу их стоимостных характеристик, абсолютно экономически нереализуема . Если для оснащения стандартной 2-3х комнатной квартиры понадобится от 4 до 6 приборов учета, стоимость каждого из которых порядка 8-10 тыс.руб, становится понятно, что для потребителя экономия в оплате за полученное тепло никогда не компенсирует затрат на приобретение и установку данных приборы учета. Если же взамен теплосчетчика будет использован набор из двух датчиков температуры и крыльчатого расходомера , каждый из которых оснащен модулем LoRa, будет организована некая локальная мини-сеть, где приборы, обмениваясь друг с другом, передают информацию на некий общий концентратор и далее – на сервер поставщика услуг. При таком подходе будут использованы наиболее сильные стороны новой технологии передачи данных — автономные приборы с батарейным питанием, малый объем информации, передаваемой каждым прибором, большая дальность и высокая помехозащищенность передаваемой информации и, очень важно,- низкая стоимость компонентов системы в целом. Очевидно, примеры подобных подходов можно привести и еще.

Однако, в силу того, что до настоящего времени целостные, законченные проекты с использованием LoRa должным образом не озвучены, поставщики оборудования LoRa зачастую предлагают использовать данную технологию, по аналогии с другими средствами связи, для передачи на большое расстояние пакетов данных,- т.е. именно там, где слабые стороны этой новой технологии наиболее очевидны.

Так, если в дальнейшем предполагается необходимость в передаче данных от конечных устройств далее, на удаленный сервер пользователя, с необходимостью появляются устройства-шлюзы для подключения к глобальной сети Интернет. Шлюзы имеют встроенный LoRa – радиоканал для связи с объектами , а передача данных на сервер осуществляется посредством GPRS- связи [ 3 ] :

Читайте так же:
Начисление одн без счетчика

5 (2).png

Информация при этом попадает на облачный сервер IBM и далее, используя соответствующее лицензионное программное обеспечение, попадает к потребителю. Но в такой схеме все положительные стороны нового метода обесцениваются : при наличии развитой сети конечных LoRa –устройств понадобиться устанавливать большое количество шлюзов , в черте города – по несколько шлюзов в радиусе не более 3 км. Данный шлюз одновременно может получать информацию от ограниченного числа устройств ( не более 10) и может обслуживать , как правило, порядка 49 независимых устройств [ 4 ]. Нетрудно оценить необходимое количество подобных шлюзов при количестве независимых устройств порядка 1-2 тыс, расположенных в радиусе 20-30 км. Следует также отметить, что в этом случае уже нельзя будет говорить о передаче /получении данных от устройств в режиме реального времени. Таким образом, как только появляется необходимость подключения к сети Интернет с передачей большого объема данных, технология LoRa не имеет каких-либо преимуществ по отношению к устройствам, имеющим стандартный GPRS- канал передачи данных, тем более, что в последнем случае нет никаких ограничений на скорость и объем передаваемой информации.

Например, попытка использовать данную технологию передачи данных применительно к промышленным счетчикам газа, оснащенным электронным корректором объема газа по сути сразу обречена на провал – суточный объем архивных данных, формируемый корректором , может достигать порядка 1 МБайт – передача такого объема данных может занять час и более, не говоря о ускоренном разряде батарей трансивера. Аналогичные проблемы возникают при попытке использовать данный радиоканал для считывания данных с современных счетчиков электрической энергии. Так, только одно перечисление параметров, измеряемых и архивируемых многотарифным электросчетчиком « Меркурий 230 » [ 5 ] составляет страницу печатного текста , следовательно и объем передаваемых данных будет очень и очень немалым.

LoRa модули

LoRa модули

ООО «ТД Контракт-Индустрия», официальный дистрибьютор продукции HopeRF и Dorji в России, предлагает к поставке LoRa модули ISM-диапазона 433/ 868 МГц.

Модули от Dorji Applied Technologies управляются по распространенному интерфейсу UART, который используется в большинстве цифровых устройств и прост в реализации.

LoRa модули Dorji

Размер, ммЧастота, МГцИнтер-фейсСкорость, кбит/сМощ-ность, дБмНапр., ВФото
DRF1278DM трансивер34.2*18.4433UART/ TTL1.2-57.6203.4-5.5
DRF1278DL1 трансивер44.5*23.6433UART/ RS2321.2-57.6203.4-5.5
DRF1278DL2 трансивер44.5*23.6433UART/ RS4851.2-57.6203.4-5.5
DRF1278F трансивер без MCU17*17433SPI0.1-300201.8-3.6
DRF1276DM трансивер34.2*18.4868UART/ TTL1.2-57.6203.4-5.5
DRF1276DL1 трансивер44.5*23.6868UART/ RS2321.2-57.6203.4-5.5
DRF1272F трансивер без MCU17*17868SPI0.1-300201.8-3.6

Модули серии DRF127*DM — беспроводные приемопередатчики для передачи данных на большие расстояния с маленькой скоростью, разработанные на базе чипов от Semtech. Работа в свободном частотном диапазоне 433 /868 МГц, а также высокая эффективность использования полосы, многоканальность позволят с помощью этих модулей создать надежную беспроводную связь.

Читайте так же:
Общий счетчик для дома

Модули DRF127*DM могут работать в двух режимах: стандартный и сетевой с топологией «звезда». В стандартном режиме модуль использует прозрачную передачу данных, что позволяет получать и передавать данные без дополнительного кодирования. В сетевом режиме один модуль настраивается в качестве ведущего, а остальные — в качестве ведомых. Главный и ведомые могут обмениваться данными в двунаправленном режиме, но при этом ведомые модули не могут общаться между собой.

LoRa модули Dorji хорошо зарекомендовали себя в создании сетей контроля и учета данных в различных областях:

  • дистанционное снятие показаний с приборов, станков и пр.
  • автоматика, системы управления и передачи данных
  • учет расхода ресурсов

LoRa модули от HopeRF управляются по интерфейсу SPI и поддерживают высокопроизводительные режимы (G)FSK, включающие WMBus, IEEE 802.15.4g.

В продаже появились и новые модели с повышенной мощностью (до +30 дБм).

LoRa модули HopeRF

Размер, ммЧастота, МГцИнтер-фейсСкорость, кбит/сМощ-ность, дБмНапр., ВФото
RFM95W-868S2 трансивер16*16868SPI1.2-300201.8-3.7
RFM95PW-868S2 трансивер повыш. мощности35.4*18868SPI1.2-166270.3-6.0
RFM98W-433S2 трансивер16*16433SPI1.2-300201.8-3.7
RFM98PW-433S2 трансивер повыш. мощности35.4*18433SPI1.2-166300.3-6.0

Радиомодули от HopeRF оснащены приемопередатчиком LoRa, который позволяет передавать данные на большие расстояния, устойчив к помехам и обладает низким потреблением.

Запатентованный принцип модуляции LoRa позволяет достичь высокой чувствительности приемника (до -139 дБм), при использовании недорогого резонатора и других компонентов. Высокая чувствительность в сочетании с усилителем +20 / +30 дБм делает эти радиомодули лучшими в своем классе по соотношению цена / качество.

Решения для умных городов на базе LORA устройств

Технология Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) является ключевым элементом в решении задач удовлетворения растущих потребностей умных городов в мониторинге окружающей среды, управлении уличным освещением, интеллектуальной системе учёта, управлении автопарком, управлении парковками и умными зданиями.

LoRaWAN предназначена для создания беспроводных сетей большой дальности связи с минимальным энергопотреблением конечных узлов. Использование LORA в городских интеллектуальных системах даст возможность оконечным устройствам совершать двунаправленную связь с центральным сервером и использовать автономные батареи питания, что в свою очередь даст мобильность и расширенную локализацию этим устройствам.

Преимущества использования Advantech LoRa

Компания Advantech предоставляет оконечные устройства, шлюзы и облачные сервисы, при помощи которых вы можете оперативно и без особых трудозатрат создать беспроводную систему, используя современные технологии передачи данных.

Надёжная связь между LoRa устройствами и облачным сервисом.

Встроенный сетевой сервер с двунаправленной коммуникацией и поддержкой технологии QoS, обеспечивающей гарантированную доставку

Возможно создание сетей как на открытом протоколе LoRaWAN так и проприетарном LoRa private

Устройства имеют сертификаты CE, FCC, EAC

Товары

В комплекте:

  • Wise-1510 LPWAN LoRa IoT — модуль
  • Wise-DB1500 — плата разработчика со встроенным датчиком температуры и влажности
  • Wise-ED20 – отладочная плата
  • Операционная система ARM mbed
  • Аксессуары: кабели, антенна, адаптер питания
  • Руководство по работе с SDK
Читайте так же:
Как правильно подсоединить счетчик меркурий 201

В комплекте:

  • Wise — 1510 LPWAN LoRa IoT Node — 3 шт.
  • Wise — 3610 LoRa IoT шлюз
  • Wise — DB1500 плата разработчика с датчиком температуры и влажности — 3 шт.
  • Wise-ED20 – отладочная плата — 3шт.
  • Операционная система ARM mbed
  • Аксессуары: кабели, антенна, адаптер питания
  • Руководство по работе с SDK
  • Датчик давления и встроенный датчик углекислого газа

Интегрированные решения на LORA с расширенным функционалом

Встроенная операционная система Mbed

  • Возможность подключения к сети
  • Встроенная система безопасности
  • Портативный драйвер по общим API интерфейсам драйверов

Сервис управления устройствами для ускорения подключения IoT устройств

  • Поддержка различных инструментов программирования и интеграция стандартных библиотек
  • С помощью свободных базовых инструментов облегчаются сборка, отладка, тестирование и совместная работа
  • Свободно распространяемая операционная система CMSIS-RTOS RTX

WISE-1510 предназначен для использования как в общедоступных сетях LoRaWAN, так и в частных LoRa сетях

  • Возможна интеграция в общедоступные сети LoRaWAN, предоставляемые провайдером
  • Возможна создание частных сетей LoRa со шлюзом WISE-3610 LoRa (станет доступна в третьем квартале) и WISE-PaaS

Что такое WISE-Link?

WISE-Link – это решение для разработчиков, позволяющее сделать защищённое частное IoT решение.

Ориентированность на Ваше решение

Компания Advantech уделяет особое внимание предварительной интеграции ядра операционной системы, драйверов BSP и WSN с целью облегчения настроек и оценки программного решения на первых этапах разработки.

Пользователь может так же разработать своё собственное приложение, использую RESTful API.

Комплект для разработки программного обеспечения M2.COM

Даёт простое и понятное представление пользователю по работе с Lora датчиком и шлюзом.

Интегрированный программный пакет

Предварительно интегрированное ПО в ОС, BSP и WSN драйверы помогают пользователю легко разрабатывать и запускать свои приложения.

Для ускорения разработки программного обеспечения предоставляются библиотеки и техническая документация.

Информационная безопасность

Полная защита данных от устройства до облачного провайдера.

WISE-PaaS/RMM

  • Удаленный мониторинг и управление (вкл./выкл. питания, KVM)
  • Управление группой устройств
  • Node-RED
  • Drag and drop блоки
  • Интегрированы функциональные блоки для взаимодействия с WISE-PaaS / RMM
  • WISE-Agent – Модуль динамического сбора данных
  • Развёртывание плагинов для различных вариантов использования
  • Поддерживает виджеты для Google maps, шкалы, индикаторы, графики, индикаторы выполнения и т.д.
  • Поддерживаются различные источники данных.

Скачать последнюю брошюру по IoT Solution

Важнейшим элементом системы IoT является сбор данных. Чтобы помочь системным интеграторам легко и быстро создавать беспроводные системы IoT. Advantech предоставляет предварительно интегрированные и проверенные аппаратные и программные блоки, которые обеспечивают безопасный поток данных от датчиков до облака без использования дополнительных средств. Advantech предоставляет все необходимые для создания IOT: от датчиков до облачных вычислений.

Скачать

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector