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Cuál es la arquitectura de red de LoRa?
Cómo hacer networking con Lora
La red de área amplia de baja potencia (LPWAN) es una parte indispensable del Internet de las cosas. Tiene características flexibles y escalables y puede ser grande o pequeña. Esto es necesario en la etapa de crecimiento y exploración de la industria del Internet de las cosas. Se dice que es la tecnología más adecuada para Internet de las cosas. LoRa es seguro y confiable, con características como autenticación bidireccional, cifrado de extremo a extremo y protección de integridad. Es integral y con visión de futuro en términos de diseño de seguridad. Sin embargo, la seguridad de IoT no se puede ignorar y requiere la colaboración conjunta de la industria. esfuerzos para seguir promoviéndolo.
Cuál es la arquitectura de red de LoRa?
La red LoRa consta principalmente de terminales (pueden tener módulos LoRa integrados), puertas de enlace (o estaciones base), servidores de red y servidores de aplicaciones. Su arquitectura de red es una topología típica en estrella. En esta arquitectura de red, la puerta de enlace LoRa es un relé de transmisión transparente que conecta el dispositivo terminal y el servidor central back-end. Los dispositivos finales se comunican con una o más puertas de enlace mediante un solo salto. Existe comunicación bidireccional entre todos los nodos y la puerta de enlace.
Los nodos terminales de LoRa pueden ser varios dispositivos, como medidores de agua y gas, alarmas de humo, rastreadores de mascotas, etc. Estos nodos se conectan primero a la puerta de enlace LoRa a través de la comunicación inalámbrica LoRa y luego se conectan al servidor de red a través de la red 3G o la red Ethernet. La puerta de enlace y el servidor de red se comunican a través del protocolo TCP/IP.
Cómo establecer contactos con Lora:
A: El método de creación de redes LAN más común es el de formas.
Desventajas de las redes de formas:
1. Si un nodo terminal envía datos continuamente, afectará directamente la comunicación entre otros nodos terminales y el nodo central, lo que puede hacer que otros nodos terminales no puedan comunicarse con el nodo central normalmente.
2. Debido a que el nodo central solo puede recibir datos de un nodo terminal al mismo tiempo, si varios nodos terminales transmiten datos al mismo tiempo, se producirá una pérdida de datos.
B: La red en estrella está compuesta por nodos centrales y nodos terminales.
Nodo central: Equivale a un gateway y a un centro de procesamiento de datos.
Nodo final: Equivalente a accesorios de detectores, mandos a distancia, sensores inalámbricos de puertas, detectores de humo, detectores de gas, etc.
C: redes MALLA
Además de las redes en estrella, también existen las redes Mesh. Entre ellas, las aplicaciones Bluetooth MESH y Zigbee MesH son las más comunes.
La red de malla es una "red de malla inalámbrica", que es una red de "saltos múltiples" (multi-ihop) y se desarrolla a partir de una red Ad-hoc. Con sus características de interconexión de múltiples saltos y topología de malla, las redes inalámbricas Mesh han evolucionado hasta convertirse en una solución eficaz para una variedad de redes de acceso inalámbrico, como redes domésticas de banda ancha, redes comunitarias, redes empresariales y redes de área metropolitana. La tecnología representativa que utiliza la tecnología Mesh es la tecnología ZigBee.
Al mencionar que LoRa también usa tecnología Mesh, todos sentirán curiosidad, porque en aplicaciones normales, el radio de cobertura de LoRa es 10 veces mayor que el de ZigBee, y no hay necesidad de usar tecnología Mesh en absoluto. Sin embargo, algunas aplicaciones LoRa necesitan transmitir datos a largas distancias a velocidades de comunicación más altas. Se sabe que la sensibilidad de LoRa disminuirá a altas velocidades, por lo que en estas aplicaciones LoRa de larga distancia y alta velocidad de comunicación, se debe utilizar la tecnología Mesh. .
Las aplicaciones comunes de LoRaMesh incluyen transmisión de datos de campo y medidores de agua y electricidad inteligentes. En la recopilación y transmisión de datos en bosques y áreas silvestres, no existen redes celulares ni redes cableadas dentro de áreas de decenas o incluso cientos de kilómetros. Para transmitir datos desde bosques profundos y áreas silvestres a lugares donde hay una red, la distancia de transmisión de un solo salto de LoRa por sí sola no es suficiente, y se requiere un reenvío de retransmisión multinivel en la ruta de transmisión. La aplicación Mesh de medidores dificulta que algunos medidores con cobertura deficiente se comuniquen directamente con la puerta de enlace y requiere comunicación en modo de múltiples saltos. La Figura 5-9 muestra los métodos comunes de conexión en red de medidores.
En una red inalámbrica MESH, los dispositivos se dividen en tres categorías: puertas de enlace Mesh, enrutadores Mesh y nodos terminales Mesh.
Puerta de enlace Mesh: Al igual que el nodo central de la red estrella, es el centro de recepción y procesamiento de datos inalámbricos.
Enrutador de malla: es un nodo terminal y se caracteriza por una fuente de alimentación externa y una función de transmisión de datos inalámbrica. Como los enchufes inteligentes inalámbricos.
Nodo terminal de malla: nodo terminal de datos, caracterizado por fuente de alimentación de batería, necesita entrar en estado de suspensión y no tiene función de relé. Por ejemplo, sensores de puertas inalámbricos.
Ventajas de la red Mesh: puede ampliar en gran medida la distancia de transmisión de datos inalámbricos
Desventajas de las redes Mesh: el algoritmo es complejo, el desarrollo es difícil, los requisitos de instalación y diseño de los nodos terminales son altos y es probable que se produzcan interferencias y colisiones de datos inalámbricos.
Equipo terminal LoRa
La red LoRa divide los dispositivos terminales en tres categorías: A/B/C:
Clase A: Equipo terminal de comunicación bidireccional. Este tipo de dispositivo terminal permite la comunicación bidireccional, y la transmisión ascendente de cada dispositivo terminal va acompañada de dos ventanas de recepción descendentes. El intervalo de tiempo de transmisión del dispositivo terminal se basa en sus propias necesidades de comunicación y su ajuste se basa en el protocolo ALOHA.
El equipo de clase A tiene el menor consumo de energía y la comunicación de enlace descendente de la estación base solo puede ocurrir después de la comunicación de enlace ascendente del terminal.
Clase B: Equipos terminales de comunicación bidireccional con franjas horarias de recepción preestablecidas. Este tipo de equipo terminal abrirá ventanas de recepción redundantes dentro del tiempo preestablecido. Para lograr este propósito, el equipo terminal recibirá simultáneamente una Baliza desde la puerta de enlace y sincronizará la hora de la estación base y el módulo a través de la Baliza.
Los terminales de clase B pueden informar a la estación base que el terminal está recibiendo datos.
Clase C: Equipo terminal de comunicación bidireccional con ventana de recepción máxima. Los dispositivos terminales de este tipo mantienen abierta la ventana de recepción y sólo la cierran durante la transmisión.
Los dispositivos de clase C tienen la ventana de recepción más larga y consumen la mayor cantidad de energía.
Este diseño en capas de la estructura de red LoRa la hace adecuada para diversas aplicaciones de IoT, incluidas ciudades inteligentes, agricultura, monitoreo industrial y otros campos. La ventaja de esta estructura radica en su comunicación de larga distancia, bajo consumo de energía, bajo costo y amplia cobertura, lo que la convierte en una importante solución técnica en aplicaciones de IoT.