top of page
18 thg 68 phút đọc

Mạng LoRaWAN là gì?


[English below]


LoRaWAN (Mạng diện rộng tầm xa) hiện đang đi đầu trong đổi mới trong lĩnh vực Internet of Things (IoT), đặc biệt là đối với các ứng dụng liên quan đến xây dựng. Giao thức mạng này nổi bật với mức tiêu thụ năng lượng thấp và phạm vi mở rộng, hai ưu điểm chính giúp nâng cao đáng kể hiệu suất của các thiết bị IoT.

Trong một thế giới mà kết nối và hiệu quả năng lượng là tối quan trọng, LoRaWAN cung cấp một giải pháp tối ưu cho vô số kịch bản IoT, từ giám sát môi trường đến quản lý tòa nhà thông minh. Bài viết này đi sâu vào các chi tiết kỹ thuật và ứng dụng thực tế của LoRaWAN, cung cấp sự hiểu biết sâu sắc về giao thức này và tác động của nó đối với thế giới kết nối ngày nay.

Nếu bạn muốn hiểu chi tiết hơn về giao thức này và thông số kỹ thuật của nó là gì, bạn sẽ tìm thấy tất cả thông tin bạn cần trong bài viết này!

LoRaWAN là gì?

LoRaWAN là một giao thức Mạng diện rộng (LPWAN) công suất thấp, được xây dựng trên nền tảng RF không dây LoRa của Semtech và được Liên minh LoRa quảng bá, hỗ trợ phạm vi xa, chi phí thấp, di động, tiết kiệm năng lượng, thâm nhập sâu trong nhà và đầu cuối an toàn giao tiếp hai chiều từ đầu đến cuối cho các ứng dụng Internet of Things (IoT) và Machine to Machine (M2M). Chạy trên các tần số ISM không được cấp phép trên toàn thế giới, kết nối này đặc biệt dành riêng cho các trường hợp sử dụng IoT và cho phép triển khai và hoạt động hiệu quả về chi phí cho cả mạng công cộng hoặc mạng riêng. 

Giao thức được thiết kế để kết nối không dây các thiết bị IoT chạy bằng pin với các mạng khu vực, quốc gia hoặc toàn cầu. Hiểu được tính khả dụng và linh hoạt của mạng LoRaWAN, Công ty Cổ phần Công nghệ VIoT đã đi đầu triển khai LoRaWAN tại Việt Nam, tin rằng sự phát triển và đổi mới này sẽ tạo nên một mạng lưới mạnh mẽ, kết nối các thiết bị IoT và tạo nền tảng cho sự phát triển của các dự án Smart City trong tương lai.

 Liên minh LoRa

Liên minh LoRa là một hiệp hội ngành hiện có hơn 500 thành viên, bao gồm các nhà cung cấp sản phẩm và dịch vụ IoT, nhà sản xuất và các công ty viễn thông. Liên minh LoRa là một người chơi chính trong hệ sinh thái IoT, đóng góp đáng kể vào sự phát triển và áp dụng công nghệ LoRaWAN trên toàn thế giới. Nó tổ chức các sự kiện, cung cấp đào tạo, quản lý chương trình chứng nhận và tích cực phát triển hệ sinh thái LoRaWAN cho các ứng dụng IoT khác nhau, từ quản lý đô thị đến nông nghiệp.

LoRaWAN hoạt động như thế nào?

 Phạm vi tín hiệu

LoRaWAN được biết đến với khả năng cung cấp giao tiếp đường dài, thường vượt xa các mạng không dây truyền thống. Phạm vi mở rộng này làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng ở các khu vực rộng lớn, bao gồm cả khu vực nông thôn hoặc thành thị, với khả năng bao phủ hàng km. Một ăng-ten LoRaWAN duy nhất có thể bao phủ hiệu quả một khu vực rộng lớn, dao động từ 3000 đến 5000 mét vuông, lý tưởng để sử dụng trong các tòa nhà vừa và lớn. Công nghệ LoRaWAN đảm bảo giao tiếp đáng tin cậy với các cảm biến được đặt trên các tầng khác nhau, bao gồm cả những khu vực thường khó tiếp cận, chẳng hạn như tầng hầm.

Khả năng thích ứng tín hiệu và yếu tố lan truyền

LoRaWAN cũng phân biệt chính nó bởi khả năng điều chỉnh hiệu quả công suất tín hiệu, do đó cải thiện phạm vi đồng thời giảm thiểu tiêu thụ năng lượng. Hiệu quả này đạt được thông qua điều chỉnh động của Hệ số lan truyền (SF), thích ứng theo điều kiện môi trường truyền. Điều này đảm bảo truyền tín hiệu hiệu quả, ngay cả khi vượt qua các chướng ngại vật, trong khi vẫn duy trì tuổi thọ pin của các cảm biến. Khía cạnh này của LoRaWAN đặc biệt có lợi cho các dự án hiện đại hóa trong các tòa nhà hiện có, nơi truyền tín hiệu có thể là thách thức. "Wattsense cung cấp một giải pháp LoRaWAN riêng, cho phép gần gũi hơn với thiết bị LoRaWAN, dẫn đến hệ số lan truyền thấp hơn và do đó cải thiện tuổi thọ của chúng và giảm độ trễ."

Tiêu thụ năng lượng

Các thiết bị LoRaWAN, được thiết kế để tiêu thụ năng lượng thấp, cung cấp tuổi thọ pin lên đến 10 năm, lý tưởng cho các ứng dụng khó thay pin thường xuyên hoặc tốn kém. Trên thị trường, một loạt các cảm biến LoRaWAN có sẵn để theo dõi các thông số khác nhau trong các tòa nhà, chẳng hạn như nhiệt độ, độ ẩm, và tiêu thụ năng lượng. Hệ sinh thái LoRaWAN bao gồm ba lớp thiết bị, cân bằng mức tiêu thụ năng lượng và giao tiếp liên tục.

Ví dụ, cảm biến loại A có hiệu quả năng lượng cao, kích hoạt ngắn gọn cho các phép đo và liên lạc, và lý tưởng cho các ứng dụng phụ thuộc vào pin. Mặt khác, cảm biến loại C ở chế độ nghe liên tục và tiêu thụ nhiều năng lượng hơn, thường được kết nối với nguồn điện bên ngoài.

Dưới đây là một số trường hợp sử dụng cho thiết bị Loại A và C:

+ Tạo các quy định sưởi ấm đơn giản bằng cách sử dụng van ổn nhiệt.

+ Điều khiển rơle BẬT / TẮT bằng cảm biến tiếp xúc khô. Trong các ví dụ này, để điều chỉnh phản ứng hoặc BẬT / TẮT nhanh, bạn sẽ sử dụng các thiết bị Loại C.

Độ trễ và đường truyền

Thông thường, Độ trễ LoRaWAN cao hơn một chút so với mạng di động nhưng vẫn đủ cho nhiều ứng dụng IoT không yêu cầu truyền tức thì. Điều quan trọng cần lưu ý là độ trễ có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào loại cảm biến được sử dụng. Đối với cảm biến Class C, một lệnh (đường xuống) được gửi ngay khi nó được lập trình và không có độ trễ. Với cảm biến Loại A, các lệnh được gửi để đáp ứng với một tin nhắn được cảm biến gửi trước đó đến máy chủ.

Tốc độ dữ liệu 

Tốc độ dữ liệu trong LoRaWAN thường dao động từ 0.3 kbps đến 50 kbps. Phạm vi này phù hợp để truyền một lượng nhỏ dữ liệu, điển hình của các ứng dụng IoT, trong đó kích thước tải trọng nằm trong khoảng từ 51 đến 241 byte.

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) is currently at the forefront of innovation in the Internet of Things (IoT) domain, especially for building-related applications. This network protocol stands out for its low energy consumption and extended range, two major advantages that significantly enhance the performance of IoT devices.

 

In a world where connectivity and energy efficiency are paramount, LoRaWAN offers an optimal solution for a multitude of IoT scenarios, ranging from environmental monitoring to intelligent building management. This article delves into the technical details and practical applications of LoRaWAN, providing an in-depth understanding of this protocol and its impact on today's connected world.

 

If you want to understand in more detail what this protocol entails and what its specifications are, you'll find all the information you need in this article!

What is LoRaWAN?

LoRaWAN is a low-power Wide Area Network (LPWAN) protocol, built on Semtech's LoRa wireless RF platform and promoted by the LoRa Alliance, which supports long-range, low-cost, portable, energy-efficient, deep penetration, in-house, and end-to-end two-way communication secure end-to-end for Internet of Things (IoT) and Machine to Machine ( M2M). Running on unlicensed ISM frequencies worldwide, this connection is specifically dedicated to IoT use cases and enables cost-effective deployment and operation for both public and private networks.

The protocol is designed to wirelessly connect battery-powered IoT devices to regional, national, or global networks. Understanding the availability and flexibility of the LoRaWAN network, VIoT Technology Joint Stock Company has taken the lead in deploying LoRaWAN in Vietnam, believing that this development and innovation will create a strong network, connect IoT devices and create a foundation for the development of Smart City projects in the future.

The LoRa Alliance

The LoRa Alliance is an industry association that now has over 500 members, including IoT product and service providers, manufacturers, and telecommunications companies. The LoRa Alliance is a major player in the IoT ecosystem, significantly contributing to the growth and adoption of LoRaWAN technology worldwide. It organizes events, provides training, manages a certification program, and actively develops the LoRaWAN ecosystem for various IoT applications, from urban management to agriculture.

How does LoRaWAN work?

Signal Range

LoRaWAN is known for its ability to provide long-distance communication, often far beyond that of traditional wireless networks. This extended range makes it ideal for applications in extensive areas, including rural or urban areas, with the ability to cover kilometers.

A single LoRaWAN antenna can effectively cover a large area, ranging from 3000 to 5000 square meters, which is ideal for use in medium and large buildings. LoRaWAN technology ensures reliable communication with sensors placed on different floors, including areas that are typically hard to reach, such as basements.

Signal Adaptability and Spreading Factor

LoRaWAN also distinguishes itself by its ability to effectively adjust the signal power, thereby improving range while minimizing energy consumption. This efficiency is achieved through dynamic adjustment of the Spreading Factor (SF), which adapts according to the transmission environment conditions. This ensures efficient signal transmission, even through obstacles, while preserving the battery life of the sensors. This aspect of LoRaWAN is particularly beneficial for modernization projects in existing buildings where signal transmission can be challenging.

"Wattsense offers a private LoRaWAN solution, which allows being closer to LoRaWAN equipment, resulting in a lower spreading factor and thus improving their lifespan and reducing latency."

Energy Consumption

LoRaWAN devices, designed for low energy consumption, offer up to 10 years of battery life, which is ideal for applications where frequent battery replacement is difficult or costly. On the market, a wide range of LoRaWAN sensors is available to monitor various parameters in buildings, such as temperature, humidity, and energy consumption. The LoRaWAN ecosystem includes three equipment classes, balancing energy consumption and continuous communication.

Class A sensors, for example, are highly energy-efficient, activating briefly for measurements and communications, and ideal for battery-dependent applications. Class C sensors, on the other hand, are in constant listening mode and consume more power, usually connected to an external power source.

Here are some use cases for Class A and C devices:

·        Creating simple heating regulations using a thermostatic valve.

·      Controlling ON/OFF relays using dry-contact sensors. In these examples, for reactive regulation or quick ON/OFF, you would use Class C devices.

Latency and Transmission

Usually, LoRaWAN latency is slightly higher compared to cellular networks but remains adequate for many IoT applications that do not require instant transmission. It is important to note that latency may vary slightly depending on the type of sensor used. For a Class C sensor, a command (downlink) is sent as soon as it is programmed, and there is no latency. With a Class A sensor, commands are sent in response to a message previously sent by the sensor to the server.

Data Rate

The data rate in LoRaWAN typically ranges from 0.3 kbps to 50 kbps. This range is suitable for transmitting small amounts of data, typical of IoT applications, where payload sizes range from 51 to 241 bytes.



0 lượt xem
bottom of page