В связи с быстрым развитием Интернета вещей (IoT) — от умных городов до промышленного мониторинга, умного сельского хозяйства и общественной безопасности — все большему числу устройств требуются связь на большие расстояния, низкое энергопотребление и широкомасштабное подключение.

Технология LoRa предоставляет «язык» для Интернета вещей, а протокол LoRaWAN определяет «правила грамматики», которые обеспечивают универсальное понимание и применение этого языка. Он определяет, как устройства подключаются к сети, как передаются и маршрутизируются данные, и, что самое главное, формирует безопасную и масштабируемую экосистему связи.

Центральным элементом этой системы является шлюз LoRaWAN1302, разработанный на базе чипсета Semtech SX1302, который поддерживает многоканальный одновременный приём и высокопроизводительную транспортную сеть. Он служит «цифровым нервным узлом» для интеллектуальных городских и промышленных сетей Интернета вещей.

1. Философия проектирования архитектуры сети LoRaWAN

1.1 Упрощение сложности

LoRaWAN использует топологию «звезда», избегая сложной многоадресной маршрутизации, характерной для традиционных сетей. Конечные устройства отвечают только за сбор и передачу данных, а маршрутизация, дешифрование и оптимизация нагрузки выполняются шлюзами и сетевыми серверами. Это значительно снижает энергопотребление и стоимость устройств.

1.2 Масштабируемость

Будь то тысячи интеллектуальных счетчиков в городе или система мониторинга всего промышленного парка, LoRaWAN легко масштабируется благодаря стандартизированным интерфейсам и унифицированным механизмам управления.

Шлюз LoRaWAN1302 благодаря своей многоканальной конструкции может одновременно отслеживать несколько частот и коэффициентов расширения, что позволяет одному шлюзу охватывать большую территорию и поддерживать большее количество узловых соединений.

2.  Объяснение многоуровневой архитектуры

2.1 Уровень устройства (конечные устройства)

Типичные модули: LoRa1276-C1, LoRa1278F30, LoRa1120

Функции: сбор и предварительная обработка данных, сверхнизкое энергопотребление (срок службы батареи до 5–10 лет).

Поддерживаемые классы:

Класс А: минимальное энергопотребление

Класс B: запланированная связь

Класс C: ответ в реальном времени

2.2 Уровень доступа (шлюзы)

Типичный продукт: шлюз LoRaWAN1302

Основные характеристики:

· На базе SX1302, с поддержкой 8–16 каналов одновременного приема

· Высокая чувствительность (≤ –140 дБм)

· Поддержка обратного соединения UDP/MQTT для бесшовной интеграции в облако

Значение приложения:

· Один шлюз может обслуживать тысячи конечных устройств, что снижает стоимость развертывания.

· Подходит для умных городов, промышленных парков и сельскохозяйственных объектов

2.3 Сетевой уровень (сетевой сервер)

· Обязанности: аутентификация устройств, управление ключами, маршрутизация, балансировка нагрузки

· Особенности: Поддержка ADR (адаптивной скорости передачи данных) для динамической регулировки SF, полосы пропускания и мощности в зависимости от качества сигнала

2.4 Уровень приложений (сервер приложений)

Предоставляет API и интерфейсы больших данных для бизнес-логики, визуализации и оповещений.

Типичные области применения: интеллектуальное освещение, интеллектуальная парковка, удаленный учет, мониторинг окружающей среды.

3. Преимущества шлюза LoRaWAN1302

3.1Многоканальная высокая емкость

Поддерживает одновременный прием на нескольких частотах и ​​с разными коэффициентами распределения, увеличивая пропускную способность одновременного доступа.

3.2 Высокочувствительный прием

Оптимизированная радиочастотная архитектура на базе SX1302 достигает чувствительности приема до –140 дБм, гарантируя стабильную связь на больших расстояниях.

3.3 Низкое энергопотребление и низкая задержка

Эффективные алгоритмы демодуляции и оптимизированное аппаратное обеспечение обеспечивают стабильную работу и снижают затраты на обслуживание.

3.4 Гибкость протокола

Поддерживает стандартные протоколы, включая UDP и MQTT, что обеспечивает простую интеграцию с основными облачными платформами (Alibaba Cloud, AWS, частные облака).

4. Типичные сценарии применения

· Интеллектуальное уличное освещение : объединяет сотни узлов уличного освещения через шлюз LoRaWAN1302 для удаленного управления и управления энергопотреблением.

· Умная парковка:  работает с геомагнитными датчиками и системами управления парковкой, сообщая о наличии мест на парковке в режиме реального времени.

· Интеллектуальный учет (вода, газ, электричество) : обеспечивает удаленный сбор данных, сокращает ручной труд и поддерживает функции предоплаченных счетов и оповещений.

Заключение

Архитектура сети LoRaWAN, отличающаяся простотой, масштабируемостью и безопасностью, является цифровой нервной системой IoT-коммуникаций. В рамках этой архитектуры шлюз LoRaWAN1302 выполняет роль критически важного узла, обеспечивая высокую пропускную способность, многоканальную поддержку и низкое энергопотребление для умных городов, умного сельского хозяйства и интеллектуального управления энергоресурсами.

Являясь поставщиком беспроводных модулей и системных решений промышленного уровня, компания NiceRF продолжит развивать технологии LoRa и LoRaWAN, предлагая продукты с более высокой производительностью, пониженным энергопотреблением и более гибким развертыванием.

 Узнайте больше о наших продуктах и ​​решениях на сайте: www.nicerf.com