المجموعات

هندسة شبكة LoRa: LoRaWAN

هندسة شبكة LoRa: LoRaWAN


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تستخدم شبكة LoRa شبكة اتصالات سلكية ولاسلكية تسمى LoRaWAN توفر توجيه البيانات من العقدة النهائية عبر بوابة LoRaWAN إلى الكيانات المطلوبة. تحدد LoRaWAN أيضًا الطريقة التي يتم بها إرسال البيانات حول الشبكة ، وتفاصيل استجابات بوابات LoRaWAN وخادم شبكة LoRa.

بنفس الطريقة التي تحتوي بها الشبكة الخلوية على شبكة سلكية أو شبكة أساسية ، فإن LoRa أيضًا والتي يشار إليها غالبًا باسم LoRaWAN.

هندسة شبكة LoRa

تتكون شبكة LoRa من عدة عناصر:

  • نقاط النهاية: نقاط النهاية هي عناصر شبكة LoRa حيث يتم الاستشعار أو التحكم. عادة ما تكون موجودة عن بعد.
  • بوابة لورا: تستقبل البوابة الاتصالات من نقاط نهاية LoRa ثم تنقلها إلى نظام التوصيل. يمكن أن يكون هذا الجزء من شبكة LoRa عبارة عن Ethernet أو خلوي أو أي ارتباط اتصالات سلكي أو لاسلكي. تتصل البوابات بخادم الشبكة باستخدام اتصالات IP القياسية. بهذه الطريقة ، تستخدم البيانات بروتوكولًا قياسيًا ، ولكن يمكن توصيلها بأي شبكة اتصالات ، سواء كانت عامة أو خاصة. في ضوء التشابه بين شبكة LoRa وشبكة خلوية ، غالبًا ما تكون بوابات LoRaWAN مشتركة في الموقع مع محطة قاعدة خلوية. وبهذه الطريقة يمكنهم استخدام السعة الاحتياطية على شبكة التوصيل.
  • خادم شبكة LoRa: يدير خادم شبكة LoRa الشبكة وكجزء من وظيفته ، يعمل على التخلص من الحزم المكررة ، واعتراف الجداول الزمنية ، وتكييف معدلات البيانات. نظرًا للطريقة التي يمكن بها نشرها وتوصيلها ، تجعل من السهل جدًا نشر شبكة LoRa.
  • حاسب يستخدم عن بعد: يمكن لجهاز الكمبيوتر البعيد بعد ذلك التحكم في إجراءات نقاط النهاية أو جمع البيانات منها - تكون شبكة LoRa شبه شفافة.

فيما يتعلق بالعمارة الفعلية لشبكة LoRa ، تكون العقد عادةً في طوبولوجيا نجم النجوم مع بوابات تشكل جسرًا شفافًا. رسائل الترحيل هذه بين الأجهزة الطرفية وخادم الشبكة المركزية في الخلفية.

عادةً ما يكون الاتصال بعقد نقطة النهاية ثنائي الاتجاه ، ولكن من الممكن أيضًا دعم عملية البث المتعدد ، وهذا مفيد لميزات مثل ترقيات البرامج وما شابه ذلك أو رسائل التوزيع الجماعي الأخرى.

فئات LoRaWAN endpoint

هناك العديد من الاحتياجات المختلفة لنقاط نهاية LoRa. وفقًا لذلك ، يدعم LoRaWAN ثلاث فئات من نقاط النهاية:

  • الفئة أ - الأجهزة الطرفية ثنائية الاتجاه:توفر أجهزة نقطة النهاية من فئة LoRaWAN A اتصالات ثنائية الاتجاه. لتحقيق ذلك ، يتبع كل إرسال لنقطة النهاية نافذتان قصيرتان لاستقبال الوصلة الهابطة. تعتمد فترة الإرسال المجدولة بواسطة نقطة نهاية معينة على احتياجات نقطة النهاية وأيضًا هناك اختلاف بسيط يتم تحديده باستخدام أساس زمني عشوائي.

    توفر عملية LoRa Class A أقل خيار طاقة لنقاط النهاية التي لا تتطلب سوى اتصال للوصلة الهابطة من الخادم بعد وقت قصير من قيام الجهاز النهائي بإرسال إرسال الوصلة الصاعدة. اتصالات الارتباط الهابطة من الخادم في أي وقت آخر تنتظر حتى وقت الارتباط الصاعد المجدول التالي.

  • الفئة ب - الأجهزة الطرفية ثنائية الاتجاه ذات فتحات الاستقبال المجدولة:توفر أجهزة LoRa Class B وظائف الفئة A وبالإضافة إلى ذلك فإنها تفتح نوافذ استقبال إضافية في الأوقات المحددة. لتحقيق المزامنة المطلوبة من الشبكة ، تستقبل نقطة النهاية إشارة تنبيه متزامنة للوقت من البوابة. يتيح ذلك للخادم معرفة متى يستمع الجهاز النهائي.
  • الفئة C - الأجهزة الطرفية ثنائية الاتجاه ذات فتحات الاستقبال القصوى:توفر أجهزة LoRa Class C نوافذ استقبال مفتوحة بشكل مستمر تقريبًا. يتم إغلاقها فقط عند إرسال نقطة النهاية. يعتبر هذا النوع من نقاط النهاية مناسبًا عند الحاجة إلى تلقي كميات كبيرة من البيانات بدلاً من إرسالها.

مراسلة لورا

عندما يتم إرسال الرسائل عبر شبكة LoRaWAN بواسطة أجهزة طرفية ، يتم استلامها من قبل جميع محطات LoRa الأساسية الموجودة في النطاق. تعمل هذه القدرة على تحسين مرونة الشبكة ، وتحسين عدد الرسائل التي يتم تلقيها بنجاح.

على الرغم من أن وجود محطات قاعدة LoRa متعددة في منطقة ما يزيد من النفقات الرأسمالية للنشر ، إلا أنه يحسن الأداء وعند التخطيط لشبكة يجب إجراء مفاضلة بين الأداء والتكلفة.

تتم تصفية مثيلات الاستقبال المتكررة أو المتعددة في الشبكة بواسطة خادم LoRa ، وهذا يوفر أيضًا فحص أمان الرسائل.

يرسل خادم LoRa أيضًا إقرارات إلى الجهاز النهائي ، بالإضافة إلى إرسال الرسالة إلى خادم التطبيق المقابل.

بالإضافة إلى كل هذا ، فإن خادم LoRa قادر أيضًا على توفير معلومات الموقع حول الأجهزة الطرفية. يستخدم تقنية تسمى TDOA ، فرق وقت الوصول ويمكن تحقيق ذلك بسبب وجود تزامن زمني دقيق للغاية بين محطات القاعدة المختلفة.

كما تساعد قدرة شبكة LoRa على استيعاب الاستقبال المتعدد للرسائل نفسها من قبل محطات قاعدة مختلفة في التسليم بين المحطات القاعدة إذا كانت العقدة متحركة.

أمان شبكة LoRa

أصبحت مسألة أمن الشبكات ذات أهمية متزايدة. على هذا النحو ، تتطلب شبكات LoRa مستويات عالية من الأمان لمنع تعطيل أي أنظمة.

لتحقيق مستويات الأمان المطلوبة لشبكات LoRa ، تم استخدام عدة طبقات من التشفير:

  • مفتاح شبكة فريد (EUI64) ويضمن الأمان على مستوى الشبكة
  • يضمن مفتاح التطبيق الفريد (EUI64) الأمان التام على مستوى التطبيق
  • مفتاح خاص بالجهاز (EUI128)

يضمن استخدام طبقات التشفير هذه أن تظل شبكة LoRa آمنة بشكل كافٍ.

توفر شبكة LoRaWAN الاتصال المطلوب ، مما يمكّن نقاط نهاية LoRa من تمرير البيانات عبر الواجهة اللاسلكية إلى البوابة ثم إلى الوجهة المطلوبة.

موضوعات الاتصال اللاسلكي والسلكي:
أساسيات الاتصالات المتنقلة 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT الهواتف اللاسلكية NFC- الاتصال قريب المدى أساسيات الشبكات ما هي CloudEthernet البيانات التسلسلية USBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
العودة إلى الاتصال اللاسلكي والسلكي


شاهد الفيديو: LoRaLoRaWAN tutorial 13: Symbol, Spreading Factor and Chip (قد 2022).