Ce este LoRaWAN
LoRa este un mod de modulare a semnalului radio. LoRaWAN este protocolul de deasupra: regulile după care mii de dispozitive împart același eter fără să se încurce și după care datele lor ajung protejate la aplicație. Cele două se confundă des — primul este radioul, al doilea este rețeaua.
Rostul întregului stă într-un schimb: se renunță la viteză ca să se câștige distanță și viață de baterie. Câțiva octeți pe oră în loc de megabiți pe secundă — dar de la kilometri distanță și cu o baterie care ține ani. Pentru un senzor care spune „nivelul este 1,25 metri”, este exact târgul potrivit.
LoRaWAN nu înlocuiește Wi-Fi sau internetul mobil. Nu duce nici video, nici voce. Duce măsurători și comenzi — acolo unde cablul nu ajunge, iar o cartelă SIM pentru fiecare dispozitiv ar fi bani aruncați.
Drumul unei măsurători
- Dispozitivul final măsoară și transmite. În rest, radioul lui doarme — de aici vine viața lungă a bateriei.
- Gateway-ul aude tot ce este în raza lui și trimite mai departe. Nu decide nimic; doar ascultă și predă.
- Serverul de rețea înlătură duplicatele când mai multe gateway-uri au auzit același pachet, verifică integritatea și ordonează.
- Aplicația primește valorile gata și decide ce face cu ele — le arată, le scrie, ridică o alarmă, pornește o pompă.
Un dispozitiv poate fi auzit de mai multe gateway-uri deodată. Nu este o problemă, ci un avantaj: serverul păstrează cea mai bună copie și le aruncă pe celelalte. De aceea acoperirea se îmbunătățește adăugând gateway-uri, fără să atingi vreun dispozitiv din teren.
Rază și viteză
Dispozitivul alege cât de „încet” vorbește. Cu cât mai încet, cu atât se aude mai departe și cu atât ocupă mai mult eter. Valorile de mai jos sunt pentru banda europeană de 868 MHz.
| Împrăștiere | Viteză | Rază tipică | Potrivit pentru |
|---|---|---|---|
| SF7 | 5470 bps | până la 2 km | zonă urbană densă |
| SF9 | 1760 bps | 2 – 5 km | periferie, platforme industriale |
| SF10 | 980 bps | 5 – 8 km | în afara localităților |
| SF12 | 250 bps | 10 – 15 km | vizibilitate directă, puncte extreme |
Cifrele sunt un reper, nu o promisiune. Raza reală depinde de teren, de înălțimea antenei și de ce stă între cele două puncte. Un deal între gateway și senzor ia mai mult decât adaugă orice setare.
Clase de dispozitive
Clasa A
Dispozitivul vorbește când decide el și ascultă doar scurt după aceea. Cel mai economic mod — și cel mai folosit. O comandă îi așteaptă următoarea transmisie.
Clasa B
În plus deschide urechea după un orar sincronizat de gateway. Comanda ajunge într-un timp previzibil, cu un consum ceva mai mare de baterie.
Clasa C
Ascultă continuu — comanda ajunge imediat. Radioul nu doarme niciodată, deci este pentru dispozitive alimentate permanent: controlere și elemente de execuție.
Securitate
Fiecare pachet este criptat cu AES-128, pe două niveluri, cu două chei diferite. Una protejează legătura dintre dispozitiv și rețea, cealaltă conținutul până la aplicație. Separarea are un rost precis: operatorul rețelei transportă datele fără să le poată citi.
Conectarea se face cu o cheie înscrisă în dispozitiv la fabricație (OTAA). La fiecare pornire se convin chei de sesiune noi, așa că un schimb vechi înregistrat nu îi folosește la nimic celui care ascultă. Contoarele de cadre resping o înregistrare retrimisă.
Aplicație mobilă
Sistemul nu se urmărește doar de pe calculator. Există aplicații pentru Android și iPhone — aceleași date, aceleași comenzi, în buzunar.
- Schema obiectivului în direct — niveluri, pompe, vane, stare.
- Notificare de alarmă imediat, nu la următoarea deschidere.
- Comutare între regim automat și manual, cu confirmare.
- Istoric pe zile și săptămâni, ca să vezi dacă problema revine.
- Mai multe obiective într-un cont, cu drepturi separate.
Server de rețea
Serverul de rețea al instalațiilor noastre este la my.lorawan-bg.net. Acolo se înregistrează dispozitivele, se urmăresc pachetele în direct, se pun reguli de alarmă și se vede care gateway aude care dispozitiv și cu ce putere.