Šta je LoRaWAN
LoRa je način modulacije radio signala. LoRaWAN je protokol iznad njega: pravila po kojima hiljade uređaja dele isti etar bez smetnji, i po kojima njihovi podaci stižu do aplikacije zaštićeni. To dvoje se često meša — prvo je radio, drugo je mreža.
Smisao celog posla je u razmeni: žrtvuje se brzina da bi se dobili daljina i vek baterije. Nekoliko bajtova na sat umesto megabita u sekundi — ali sa kilometara i sa baterijom koja traje godinama. Za senzor koji javlja „nivo je 1,25 metara”, to je tačna pogodba.
LoRaWAN ne zamenjuje Wi-Fi ni mobilni internet. Ne nosi ni video ni glas. Nosi merenje i komandu — tamo gde kabl ne može da stigne, a SIM kartica po uređaju bi bila bacanje novca.
Put jednog merenja
- Krajnji uređaj meri i emituje. Ostalo vreme njegov radio spava — otuda dug vek baterije.
- Gateway čuje sve u svom dometu i prosleđuje dalje. Ništa ne odlučuje; samo sluša i predaje.
- Mrežni server odbacuje duplikate kada je isti paket čulo više gateway-a, proverava celovitost i sređuje.
- Aplikacija dobija gotove vrednosti i odlučuje šta s njima — prikazati, zapisati, dići alarm, pustiti pumpu.
Jedan uređaj može čuti više gateway-a odjednom. To nije problem nego prednost: server uzima najbolji zapis i ostale odbacuje. Zato se pokrivenost popravlja dodavanjem gateway-a, bez diranja ijednog uređaja na terenu.
Domet i brzina
Uređaj bira koliko „sporo” da govori. Što sporije, to se dalje čuje i to više etra zauzima. Vrednosti ispod važe za evropski opseg od 868 MHz.
| Razvlačenje | Brzina | Tipičan domet | Pogodno za |
|---|---|---|---|
| SF7 | 5470 bps | do 2 km | gusta gradska sredina |
| SF9 | 1760 bps | 2 – 5 km | predgrađa, industrijski krugovi |
| SF10 | 980 bps | 5 – 8 km | van naselja |
| SF12 | 250 bps | 10 – 15 km | optička vidljivost, krajnje tačke |
Brojevi su orijentir, ne obećanje. Stvarni domet zavisi od terena, visine antene i onoga što stoji između dve tačke. Jedno brdo između gateway-a i senzora oduzima više nego što bilo koje podešavanje dodaje.
Klase uređaja
Klasa A
Uređaj govori kada sam odluči i sluša samo kratko posle toga. Najštedljiviji režim — i najčešći. Komanda čeka njegovo sledeće javljanje.
Klasa B
Uz to otvara uho po rasporedu koji sinhronizuje gateway. Komanda stiže u predvidivom roku, uz nešto veću potrošnju baterije.
Klasa C
Sluša neprekidno — komanda stiže odmah. Radio nikad ne spava, pa je to režim za uređaje na stalnom napajanju: kontrolere i izvršne organe.
Zaštita
Svaki paket je šifrovan sa AES-128, i to na dva nivoa, sa dva različita ključa. Jedan čuva vezu između uređaja i mreže, drugi sadržaj do aplikacije. Podela ima tačan smisao: operater mreže prenosi podatke, a ne može da ih pročita.
Povezivanje ide ključem upisanim u uređaj u fabrici (OTAA). Pri svakom uključenju dogovaraju se novi sesijski ključevi, pa snimljena stara razmena ne koristi prisluškivaču. Brojači paketa odbacuju ponovo poslati zapis.
Mobilna aplikacija
Sistem se ne gleda samo sa računara. Postoje aplikacije za Android i iPhone — isti podaci, iste komande, u džepu.
- Šema objekta uživo — nivoi, pumpe, ventili, stanje.
- Obaveštenje o alarmu odmah, a ne pri sledećem otvaranju.
- Prebacivanje između automatskog i ručnog režima, uz potvrdu.
- Istorija po danima i nedeljama, da se vidi da li se problem ponavlja.
- Više objekata u jednom nalogu, sa odvojenim pravima.
Mrežni server
Mrežni server naših instalacija je na my.lorawan-bg.net. Tamo se registruju uređaji, paketi se prate uživo, postavljaju se pravila za alarme i vidi se koji gateway čuje koji uređaj i kojom jačinom.