Home >Промышленный Интернет вещей>Промышленный Интернет вещей
Углубленный анализ сетевой архитектуры LoRa


Скорочтение:

Какова сетевая архитектура LoRa?

Как общаться с Лорой

Сеть A.Shape

Б. Звездная сеть

Сеть C.MESH

Терминальное оборудование ЛоРа

 

Глобальная сеть малой мощности (LPWAN) является неотъемлемой частью Интернета вещей. Она обладает гибкими и масштабируемыми характеристиками и может быть большой или маленькой. Это необходимо на этапе роста и освоения отрасли Интернета вещей. Она может это считается наиболее подходящей технологией для Интернета вещей. LoRa безопасен и надежен и обладает такими функциями, как двусторонняя аутентификация, сквозное шифрование и защита целостности. Он является комплексным и перспективным с точки зрения разработки безопасности. Однако безопасность IoT нельзя игнорировать и требует совместных усилий отрасли. усилия по дальнейшему его продвижению.

 

Какова сетевая архитектура LoRa?


 

Сеть LoRa в основном состоит из терминалов (могут иметь встроенные модули LoRa), шлюзов (или базовых станций), сетевых серверов и серверов приложений. Его сетевая архитектура представляет собой типичную звездообразную топологию.В этой сетевой архитектуре шлюз LoRa представляет собой прозрачный ретранслятор передачи, который соединяет терминальное устройство и внутренний центральный сервер. Конечные устройства взаимодействуют с одним или несколькими шлюзами, используя один переход. Между всеми узлами и шлюзом существует двусторонняя связь.

 

Терминальными узлами LoRa могут быть различные устройства, такие как счетчики воды и газа, датчики дыма, трекеры для домашних животных и т. д. Эти узлы сначала подключаются к шлюзу LoRa через беспроводную связь LoRa, а затем подключаются к сетевому серверу через сеть 3G или сеть Ethernet. Шлюз и сетевой сервер обмениваются данными по протоколу TCP/IP.

 

 

Как общаться с Лорой:


 

A:Ответ: Самый распространенный метод организации сети в локальной сети — это создание сети по форме.


 

Недостатки сети фигур:

 

1. Если один терминальный узел постоянно отправляет данные, это напрямую повлияет на связь между другими терминальными узлами и центральным узлом, что может привести к тому, что другие терминальные узлы не смогут нормально взаимодействовать с центральным узлом.

 

2. Поскольку центральный узел может одновременно получать данные только от одного терминального узла, если несколько терминальных узлов передают данные одновременно, произойдет потеря данных.

 

 

B: Сеть «звезда» состоит из центральных узлов и терминальных узлов.


 

Центральный узел: эквивалент шлюза и центра обработки данных.

 

Конечный узел: эквивалент аксессуаров для детекторов, пультов дистанционного управления, беспроводных дверных датчиков, детекторов дыма, детекторов газа и т. д.

 

C: Сеть MESH


 

Помимо звездообразной сети, существует также ячеистая сеть. Среди них наиболее распространены приложения Bluetooth MESH и Zigbee MesH.

Mesh-сеть — это «беспроводная ячеистая сеть», которая представляет собой «мульти-хоп» (multi-hop) сеть и разработана на основе одноранговой сети. Благодаря многоинтервальному соединению и характеристикам ячеистой топологии беспроводные Mesh-сети превратились в эффективное решение для различных сетей беспроводного доступа, таких как широкополосные домашние сети, общественные сети, корпоративные сети и городские сети. Типичной технологией, использующей Mesh-технологию, является технология ZigBee.

        Упомянув, что LoRa также использует технологию Mesh, всем будет любопытно, ведь в обычных приложениях радиус покрытия LoRa в 10 раз больше, чем у ZigBee, и нет необходимости использовать технологию Mesh вообще. Однако некоторым приложениям LoRa необходимо передавать данные на большие расстояния с более высокой скоростью связи.Известно, что чувствительность LoRa будет снижаться на высоких скоростях, поэтому в этих приложениях LoRa на большие расстояния и с высокой скоростью связи необходимо использовать технологию Mesh. .

        Общие приложения LoRaMesh включают передачу полевых данных, а также интеллектуальные счетчики воды и интеллектуальные счетчики электроэнергии. При сборе и передаче данных в лесах и дикой природе нет сотовых и проводных сетей на территориях в десятки и даже сотни километров. Для передачи данных из густых лесов и дикой местности в места, где есть сеть, одного лишь расстояния передачи LoRa недостаточно.На пути передачи требуется многоуровневая ретрансляционная пересылка. Применение Mesh счетчиков затрудняет прямую связь некоторых счетчиков с плохим покрытием со шлюзом и требует многопереходной связи. На Рисунке 5-9 показаны распространенные методы организации ячеистой сети счетчиков.

 

В беспроводной сети MESH устройства делятся на три категории: шлюзы Mesh, маршрутизаторы Mesh и терминальные узлы Mesh.

 

Mesh-шлюз: как и центральный узел звездной сети, он является центром приема и обработки беспроводных данных.

 

Mesh-маршрутизатор: это оконечный узел, характеризующийся внешним источником питания и функцией беспроводной ретрансляции данных. Например, беспроводные умные розетки.

 

Терминальный узел Mesh: Терминальный узел данных, характеризующийся питанием от батареи, должен перейти в спящий режим и не имеет функции реле. Например, беспроводные дверные датчики.

 

Преимущества Mesh-сетей: они могут значительно увеличить расстояние передачи беспроводных данных.

 

Недостатки Mesh-сетей: алгоритм сложен, разработка затруднена, требования к установке и компоновке терминальных узлов высоки, а также склонны к возникновению помех и коллизий беспроводных данных.

 

Терминальное оборудование ЛоРа


 

Сеть LoRa делит терминальные устройства на три категории: A/B/C:

 

Класс A: Терминальное оборудование двусторонней связи. Этот тип терминального устройства обеспечивает двустороннюю связь, и передача восходящего потока каждого терминального устройства сопровождается двумя окнами приема нисходящего потока. Временной интервал передачи терминального устройства основан на его собственных коммуникационных потребностях, а его точная настройка основана на протоколе ALOHA.

Терминальное оборудование двусторонней связи

 

Оборудование класса А имеет наименьшее энергопотребление, а связь по нисходящей линии связи с базовой станцией может происходить только после связи по восходящей линии связи терминала.

 

Класс B: Терминальное оборудование двусторонней связи с заранее установленными временными интервалами приема. Этот тип терминального оборудования откроет резервные окна приема в течение заданного времени.Для достижения этой цели терминальное оборудование одновременно принимает маяк от шлюза и синхронизирует время базовой станции и модуля через маяк.

Терминальное оборудование двусторонней связи с заданными временными интервалами приема

Терминалы класса B могут сообщить базовой станции, что терминал принимает данные.

 

Класс C: Терминальное оборудование двусторонней связи с максимальным окном приема. Терминальные устройства этого типа держат окно приема открытым и закрывают его только во время передачи.

Терминальное оборудование двусторонней связи с максимальным окном приема

 

Устройства класса C имеют самое длинное окно приема и потребляют больше всего энергии.

 

Эта многоуровневая структура сетевой структуры LoRa делает ее подходящей для различных приложений IoT, включая умные города, сельское хозяйство, промышленный мониторинг и другие области. Преимущество этой структуры заключается в ее дальней связи, низком энергопотреблении, низкой стоимости и широком охвате, что делает ее важным техническим решением в приложениях Интернета вещей.




Recommend