در واقع LoRa مخفف (Long Range) یک فناوری ارتباطات بیسیم است که برای ارتباطات برد بلند با مصرف انرژی کم طراحی شده است. این فناوری به ویژه برای اینترنت اشیاء (IoT) و ارتباطات بین دستگاههای مختلف که در فواصل طولانی قرار دارند، مناسب است.
LoRa میتواند دادهها را در فواصل بسیار طولانی تا چندین کیلومتر در محیطهای شهری و تا 15 کیلومتر در مناطق روستایی انتقال دهد.
معماری پروتکل LoRa
پروتکل لورا از یک معماری ستارهای استفاده میکند که در آن دستگاههای انتهایی (end devices) به دروازهها (gateways) متصل میشوند. این دروازهها دادهها را به سرورهای شبکه ارسال میکنند که مدیریت و پردازش دادهها را بر عهده دارند.
به عبارتی معماری LoRa شامل دستگاههای انتهایی، دروازهها، سرورهای شبکه و سرورهای برنامه است که بهطور یکپارچه با هم کار میکنند. دستگاههای انتهایی دادهها را جمعآوری و با استفاده از فناوری LoRa به دروازهها ارسال میکنند.
دروازهها این دادهها را به سرور شبکه منتقل میکنند که مسئول پردازش و مدیریت دادهها است. سپس دادههای پردازش شده به سرورهای برنامه ارسال میشوند تا برای کاربردهای مختلف مانند تحلیل دادهها و نمایش در داشبوردها استفاده شوند. این ساختار به LoRa امکان میدهد تا ارتباطات برد بلند و کممصرف را در شبکههای گسترده اینترنت اشیاء (IoT) فراهم کند.
نحوهی عملکرد پروتکل LoRa
نحوه عملکرد این پروتکل به شرح زیر است:
دستگاههای انتهایی یا END DEVIESE
- جمعآوری دادهها: سنسورها و دستگاههای IoT مانند سنسورهای رطوبت خاک یا دما ، دادهها را جمعآوری میکنند.
- ارسال دادهها: این دستگاهها دادهها را با استفاده از فناوری LoRa به دروازهها (Gateways) ارسال میکنند. ارتباطات بیسیم LoRa از باندهای فرکانسی مانند 868 MHz در اروپا و 915 MHz در آمریکا استفاده میکند.
- دروازهها (Gateways)
- دریافت دادهها: دروازهها دادههای ارسال شده توسط دستگاههای انتهایی را دریافت میکنند.
- انتقال به سرور شبکه: دروازهها با استفاده از اتصالات پرسرعت مانند Ethernet یا شبکههای سلولی، دادهها را به سرور شبکه منتقل میکنند.
- سرور شبکه (Network Server)
- پردازش دادهها: سرور شبکه دادههای دریافتی از دروازهها را پردازش میکند، دادههای تکراری را حذف میکند و ارتباطات را مدیریت میکند.
- احراز هویت و امنیت: سرور شبکه احراز هویت دستگاهها را انجام میدهد و از رمزگذاری AES-128 برای تضمین امنیت دادهها استفاده میکند.
سرور برنامه. - مدیریت دادهها: دادههای پردازش شده توسط سرور شبکه به سرور برنامه ارسال میشوند.
- تحلیل و استفاده: سرور برنامه دادهها را برای تحلیل، نمایش در داشبوردها و اجرای دستورات عملیاتی مورد استفاده قرار میدهد.
کاربرد پروتکل LoRa
پروتکل LoRa به دلیل برد بلند و مصرف انرژی کم، در کاربردهای گستردهای از جمله شهرهای هوشمند، کشاورزی هوشمند، مدیریت زباله، صنایع و کارخانهها، سلامت و پزشکی و شبکههای انرژی مورد استفاده قرار میگیرد. این پروتکل امکان نظارت و کنترل هوشمندانه بر روشنایی خیابانها، رطوبت خاک،عملکرد ماشینآلات صنعتی، وضعیت سلامتی بیماران و مصرف انرژی را فراهم میکند. با هزینههای پایین و امنیت بالا، LoRa به عنوان یکی از فناوریهای کلیدی در پیادهسازی پروژههای اینترنت اشیاء (IoT) در مقیاس بزرگ شناخته میشود و به بهبود بهرهوری، کاهش هزینهها و افزایش کیفیت زندگی کمک میکند.
مزایا و معایب پروتکل LoRa
مزایا
- برد بلند : برد بلند پروتکل LoRaمیتواند دادهها را در فواصل بسیار طولانی (تا چندین کیلومتر در مناطق شهری و تا 15 کیلومتر در مناطق روستایی) انتقال دهد.
- مصرف انرژی کم: مناسب برای دستگاههای باتریخور که نیاز به عمر طولانی دارند، این ویژگی بهخصوص در کاربردهای IoT که نیاز به انرژی کم دارند، بسیار مفید است.
- هزینه پایین: هزینههای زیرساخت و عملیاتی نسبت به فناوریهای دیگر مانند شبکههای سلولی پایینتر است.
- ظرفیت بالا: امکان پشتیبانی از تعداد زیادی دستگاه در یک شبکه، که برای کاربردهای گسترده IoT ایدهآل است.
- امنیت بالا: استفاده از رمزگذاری AES-128 برای تضمین امنیت دادهها و جلوگیری از دسترسی غیرمجاز.
معایب
- نرخ داده پایین: LoRa برای ارسال دادههای کوچک مناسب است و نرخ انتقال دادهها پایین است وبرای کاربردهای نیازمند به پهنای باند بالا مناسب نیست.
- تأخیر بالا: ممکن است تأخیر در انتقال دادهها وجود داشته باشد، که در کاربردهای نیازمند به زمان واقعی مشکلساز است.
- تداخل فرکانسی: استفاده از باندهای غیرمجاز ISM ممکن است باعث تداخل با دستگاههای دیگر در همان باند فرکانسی شود.
- محدودیت در ارسال داده: برای حفظ مصرف انرژی کم، دستگاهها معمولاً در فواصل زمانی طولانی دادهها را ارسال میکنند که ممکن است برای برخی کاربردها مناسب نباشد.
- وابستگی به تعداد دروازهها: عملکرد و پوشش شبکه به تعداد و موقعیت دروازهها وابسته است و ممکن است نیاز به سرمایهگذاری قابل توجهی در زیرساختهای دروازه داشته باشد.
LoRaWAN چیست؟
LoRaWAN مخفف( Long Range Wide Area Network) یک پروتکل لایه بالاتر مبتنی بر فناوری LoRa است که برای مدیریت و کنترل ارتباطات در شبکههای گسترده اینترنت اشیاء (IoT) طراحی شده است. این پروتکل ساختاری شبکهای ارائه میدهد که امکان ارتباطات کممصرف و برد بلند را برای تعداد زیادی دستگاه فراهم میکند.
ماژول LoRa چیست؟
ماژول LoRa یک سختافزار کوچک و تخصصی است که از فناوری ارتباطی LoRa برای ارسال و دریافت دادههای بیسیم در فواصل طولانی استفاده میکند. این ماژولها به راحتی در دستگاههای اینترنت اشیاء (IoT) مانند سنسورها، عملگرها و دستگاههای هوشمند تعبیه میشوند و ارتباط کممصرف و برد بلند را امکانپذیر میسازند.
ماژولهای LoRa با ارائه ارتباطات کممصرف و برد بلند، نقش مهمی در توسعه و پیادهسازی شبکههای IoT ایفا میکنند و امکان ایجاد ارتباطات پایدار و امن را در کاربردهای مختلف فراهم میسازند.
شرکت هوشمند سازی گوزن زرد با سابقه ده سال فعالیت در حوزه هوشمند سازی ساختمان پروژههای زیادی را در سرتاسر ایران به سیستم هوشمند مجهز کرده است.
جمع بندی
اگر شما هم قصد هوشمند سازی ساختمان خود را دارید اطلاعات تماس خود را در صفحه تماس با ما بگذارید تا همکاران ما در اولین فرصت با شما تماس گیرند. طی یک جلسه مشاوره رایگان با همکاران ما در بخش فنی بر اساس نیاز و خواسته شما و همینطور بودجهتان تجهیزات هوشمند سازی به شما معرفی میشوند. بنابراین به راحتی میتوانید بر اساس سلیقه خود از بین تجهیزات مختلف انتخاب کنید و بهترین تصمیم را برای ساختمان خود بگیرید.
https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/what-is-lorawan/
