IoT Hacks #7: Czy LoRa 2.4 GHz przejmie kontrolę nad światem IoT?

Opublikowane: 2022-11-24
Autor: Rafał Ziębiński

W #6 blogu z cyklu IoT Hacks mieliście okazję przeczytać o protokole LoRaWAN. Dziś więcej o LoRa czyli sercu tego rozwiązania.

Początki technologii LoRa

Od czasu stworzenia LoRa, solidnego i niskoenergetycznego łącza radiowego, które zyskało miano jednej z najpopularniejszych technologii w świecie IoT, mija już 12 lat. Wyjątkowo niskie zużycie energii, wysoki poziom bezpieczeństwa, duży zasięg i łatwość użycia uczyniły LoRa wiodącą technologią na błyskawicznie rozwijającym się rynku IoT, wykorzystywaną w aplikacjach transportowych, smart metering i smart-city.

Zawarte w  rozwiązaniu LoRa techniki modulacji są inspirowane sposobem, który delfiny i nietoperze wykorzystują na co dzień do komunikacji i pokonywania przeszkód na swojej drodze. Modulacja Chirp Spread Spectrum wykorzystana w LoRa potwierdziła swoją niezawodność w rozwiązaniach takich jak sonary i radary już na wiele lat przed rozkwitem IoT. Pierwszy chip LoRa trafił na rynek za sprawą firmy Semtech w 2012 roku i z miejsca stał się poważną konkurencją dla wszystkich dostępnych wcześniej chipów RF. Aby zachować odpowiedni standard tej technologii, powołano do życia specjalną organizację non-profit – LoRa Alliance.

 

Tworzymy skalowalne rozwiązania Internet of Things dla smart homes, produkcji i medycyny. Zbuduj i przetestuj z nami oprogramowanie do Twojego produktu IoT.

 

Standard LoRa – historia i ewolucja

W ciągu kilku lat od ogłoszenia pierwszego chipu, warstwa fizyczna LoRa została zaopatrzona w solidny i bezpieczny protokół LPWAN (low-power, wide-area network) zwany LoRaWAN. Zasadniczą wadą LoRa był brak możliwości komunikacji z urządzeniami mobilnymi, takimi jak smartfony, które mogłyby być wykorzystywane do konfiguracji oraz rutynowych czynności serwisowych, takich jak aktualizacja firmware’u, ze względu na niskie pasma ISM (433MHz, 868MHz, 915MHz), na których działa LoRa, a urządzenia inteligentne nie.

W 2017 roku LoRa w celu rozwiązania tego problemu znalazła dla siebie nową przestrzeń w paśmie ISM 2,4GHZ. Firma Semtech przedstawiła serię układów SX128x, które mogły swobodnie pracować w dobrze znanym paśmie 2,4GHz, współdzieląc zarówno LoRa jak i Bluetooth Low Energy (BLE) na tym samym sprzęcie radiowym. Dzięki połączeniu dwóch najpopularniejszych technologii IoT powstało niemal idealne rozwiązanie dla standardowych zastosowań, zachowujące korzyści z obu światów – duży zasięg i niezawodność LoRa oraz kompatybilność z inteligentnymi urządzeniami poprzez BLE.

Standard LoRa 2.4GHz działa w czterech kanałach pomiędzy Bluetooth Low Energy oraz WiFi dobranymi tak, aby zminimalizować możliwość wzajemnej interferencji tych technologii. W urządzeniach typu end-node dostępne są 3 kanały typu Join/Transmit (2403MHz, 2425MHz, 2479MHz) oraz 1 typu Receive (2423MHz). Szerokość pasma każdego z kanałów zwiększono do 812.5kHz z 500kHz w niższych pasmach ISM oraz całkowicie zniesiono limit czasu zajętości pasma który do tej pory wynosił od 0.1% – 1% dla transmisji z urządzenia do gatewaya (uplink). Umożliwia to np. monitorowanie procesów w czasie rzeczywistym oraz bezproblemową, bezprzewodową aktualizację oprogramowania (On The Air Update). Zarówno brak “duty-cycle limitaion”, jak i znaczne zwiększenie przepustowości łącza z około 5.5kbit/s do 253.91kbit/s, umożliwiają zastosowanie technologii LoRa w projektach, w których poprzednio właśnie te dwa aspekty nie pozwalały na jej użycie.

Czy LoRa 2.4GHz przejmie kontrolę nad światem IoT? Można przypuszczać, że tak – ale jak zwykle bywa, rynek to zweryfikuje.

Poszukujesz partnera technologicznego do stworzenia rozwiązania IoT? Zrealizowaliśmy z sukcesem wiele projektów, które wymagały najwyższego stopnia bezpieczeństwa systemów i chętnie podpowiemy Ci jak to zrobić. Umów się na bezpłatną konsultację!

IoT Hacks #3_ Wi-SUN w systemach IoT

Autor: Rafał Ziębiński,
Starszy Projektant Systemów Wbudowanych

Projektant systemów wbudowanych z wieloletnim doświadczeniem w branżach medycznej, przemysłowej oraz konsumenckiej. Pasjonuje się rozwiązywaniem problemów deweloperskich na styku sprzętu i oprogramowania.

SKONTAKTUJ SIĘ
Wypełnij
formularz.
Skontaktujemy się z Tobą,
żeby umówić rozmowę
w dogodnym dla Ciebie terminie.