Ved at kombinere lang rækkevidde og lavt strømforbrug tilbyder Lora netværks moduler en unik løsning, der gør det muligt at sende og modtage data over lange afstande. Dette gør dem ideelle til brug i mange anvendelsesscenarier, herunder Smart Cities, industriel IoT og landbrugsteknologi.
I Europa bruges 868 MHz-båndet til LoRa. 433 MHz-båndet er kendt som et "license-free" bånd eller et "Industrial, Scientific, and Medical" (ISM) bånd, som kan bruges uden licens i mange lande.
I Nordamerika og nogle dele af Sydamerika anvendes 915 MHz-båndet. I Kina bruges 470-510 MHz. I Indien anvendes 865-867 MHz. I Japan bruges på 923 MHz. I Australien og New Zealand bruger også 915-928 MHz-båndet. Læs mere om LoRa længere nede.
DFRobot
AI-Thinker
01Studio
AI-Thinker
AI-Thinker
DFRobot
DFRobot
DFRobot
DFRobot
DFRobot
SparkFun Produkt
LoRa (Long Range) er en trådløs kommunikationsteknologi, som er designet til at langdistances, lavt strømforbrugende netværk. Det er en vigtig teknologi inden for Internet of Things (IoT) og anvendes især i applikationer, hvor der er behov for at sende små mængder data over lange afstande, mens strømforbruget er lavt.
LoRa bruges bredt inden for forskellige industrier og applikationer. Fra landbrug, hvor det bruges til at overvåge jordens fugtighedsniveauer og vejrforhold, til byforvaltning, hvor det bruges til at spore parkerede biler, overvåge belysning og affaldshåndtering. Andre applikationer inkluderer logistik og forsyningskædeovervågning, smarte hjem, overvågning af vandkvalitet og mange flere.
Integration med IoT-platforme: En anden vigtig del af LoRa-økosystemet er integration med IoT-platforme. Når data er indsamlet gennem et LoRa-netværk, skal det analyseres og bruges på en meningsfuld måde. Det er her, IoT-platforme kommer ind. De kan tage rå data fra LoRa-enheder og gøre det nemt at forstå og handle på.
Energiforbrug og batterilevetid: En af de store fordele ved LoRa er dens lave energiforbrug, hvilket er afgørende for IoT-enheder, der ofte drives af batterier. Det vil være værdifuldt at udforske, hvordan LoRa bidrager til at forlænge batterilevetiden for disse enheder, og hvordan det sammenlignes med andre trådløse teknologier.
LoRa og 5G: Med udrulningen af 5G-teknologi er der en øget interesse for, hvordan LoRa kan arbejde sammen med 5G. Mens 5G tilbyder højere datahastigheder og reduceret latenstid, har LoRa stadig en vigtig rolle at spille på grund af sin langdistance-kommunikation og lave strømforbrug, især i områder, hvor 5G dækning ikke er tilgængelig.
LoRa Sikkerhed: Sikkerhed er en central bekymring for alle IoT-netværk, og LoRa er ingen undtagelse. LoRaWAN-protokollen inkluderer flere sikkerhedsfunktioner, såsom kryptering af data. Men det er også værd at diskutere potentielle sikkerhedsrisici og hvordan de kan afbødes.
LoRa-teknologi bruger forskellige radiofrekvensbånd afhængig af geografisk placering og regionale telekommunikationsregler. Hver region har specifikke frekvensbånd dedikeret til lav-effekt, lang rækkevidde (LoRa) kommunikation.
Her er nogle af de mest almindelige frekvensbånd, som LoRa anvender rundt om i verden:
Europa (EU): I Europa bruges 868 MHz-båndet til LoRa. Dette bånd er opdelt i flere underkanaler, hvor nogle er dedikeret til højhastighedskommunikation og andre til lavhastighedskommunikation.
Nordamerika (USA): I Nordamerika og nogle dele af Sydamerika anvendes 915 MHz-båndet.
Asien: I Asien varierer frekvensbåndene. I Kina bruges 470-510 MHz, mens i Indien anvendes 865-867 MHz. Japan har en specifik frekvens på 923 MHz.
Australien og New Zealand: Disse lande bruger også 915-928 MHz-båndet.
License-free: 433 MHz-båndet er kendt som et "license-free" bånd eller et "Industrial, Scientific, and Medical" (ISM) bånd, som kan bruges uden licens i mange lande. Imidlertid varierer regulativerne betydeligt fra land til land, og i nogle regioner er brugen af 433 MHz-båndet begrænset eller reguleret. For eksempel er det i USA kun tilladt at bruge dette bånd med meget lav transmitterstyrke.
433 MHz-båndet kan være fordelagtigt i visse applikationer, da det har en bedre penetreringsevne gennem fysiske barrierer som vægge og bygninger sammenlignet med højere frekvensbånd. Dette kan gøre det til et attraktivt valg for visse IoT-applikationer, især i urban miljø.
På trods af disse fordele, er 433 MHz LoRa-enheder generelt mindre udbredt, primært på grund af de strengere regulativer og lavere båndbredde sammenlignet med 868 MHz og 915 MHz båndene. Det er vigtigt at bemærke, at du altid skal overholde lokale telekommunikationsregler og regulativer, når du vælger en LoRa-enhed og frekvensbånd.
Det er vigtigt at bemærke, at LoRa-enheder skal overholde de lokale radioregulativer for det område, de bruges i. Derfor skal du altid sikre dig, at din LoRa-enhed understøtter de rigtige frekvensbånd for din specifikke placering.
LoRaWAN, netværksprotokollen som mange LoRa-enheder bruger, tillader enheder at kommunikere på forskellige frekvenser ved at bruge et teknik kaldet "frekvenshopping". Dette øger både netværkets kapacitet og robusthed ved at sprede kommunikationen over flere kanaler.
LoRa-netværksopstilling kan variere betydeligt afhængigt af specifikke krav og brugsscenarier. Nedenfor er et par eksempler på, hvordan LoRa-netværk typisk kan konfigureres.
1. Stjernearkitektur (Star Network). Den mest almindelige LoRa-netværksopstilling er en stjernearkitektur, hvor flere LoRa-noder (enheder) kommunikerer med en central gateway. Hver node sender data til gatewayen, som derefter videresender dataene til en netværksserver via en standard internetforbindelse. Dette setup er ideelt for mange IoT-applikationer, hvor noderne kan være spredt over et stort geografisk område, men stadig inden for rækkevidde af en central gateway.
2. Mesh-netværk. I nogle tilfælde kan LoRa-enheder konfigureres til at danne et mesh-netværk. I et mesh-netværk fungerer hver enhed både som en sender og en modtager, og data kan rute gennem flere noder for at nå deres destination. Dette kan være fordelagtigt i scenarier, hvor nogle noder er uden for direkte rækkevidde af en gateway, da data kan "hoppe" fra node til node indtil det når gatewayen.
3. Privat vs. Offentligt netværk. LoRa-netværk kan være enten private eller offentlige. Private netværk er ejet og administreret af en enkelt organisation, mens offentlige netværk drives af en tjenesteudbyder og kan være tilgængelige for mange brugere. Nogle organisationer vælger at oprette deres egne private LoRa-netværk for at opnå fuld kontrol og tilpasning, mens andre foretrækker den bekvemmelighed og skalerbarhed, der tilbydes af offentlige netværk.
4. LoRaWAN. Mange LoRa-netværk bruger LoRaWAN, en åben netværksprotokol, der er designet til at lette kommunikation mellem LoRa-enheder og gateways. LoRaWAN understøtter avancerede funktioner som kryptering for datasekuritet, adaptiv datahastighed for energieffektivitet og muligheden for at styre mange tusinde enheder i et enkelt netværk.
Samlet set giver LoRa's fleksibilitet mange muligheder for at designe og konfigurere netværk, der passer til en lang række forskellige behov og anvendelsesscenarier.
LoRa-teknologien bruger en særlig form for modulering kaldet Chirp Spread Spectrum (CSS). CSS er kendt for sin stærke resistens mod interferens og sin evne til at sende data over lange afstande, hvilket gør den ideel til IoT-applikationer.
Chirp Spread Spectrum fungerer ved at sprede den oprindelige informationsbærende signal over en bredere frekvensbånd. Dette gøres ved at bruge en "chirp", som er et signal, der enten øges eller mindskes i frekvens over tid. Chirpens startfrekvens kan være højere end dens slutfrekvens (nedadgående chirp) eller omvendt (opadgående chirp).
Når et LoRa-modul sender data, transmitterer det en række chirps. Hver chirp repræsenterer en række bits af de data, der skal sendes. Den specifikke sekvens af op- og nedadgående chirps bestemmer, hvilke bits der repræsenteres.
Fordelen ved denne metode er, at den gør LoRa-signaler ekstremt resistente over for støj. Selv hvis en del af et LoRa-signal forstyrres, vil resten af signalet stadig kunne modtages korrekt. Dette er en af de vigtigste grunde til, at LoRa kan sende data over meget lange afstande, selv i områder med høj radiostøj.
Desuden bruger LoRa en teknik kaldet "adaptive data rate" (ADR). ADR betyder, at LoRa-enheder automatisk kan justere deres datahastighed baseret på deres afstand fra nærmeste gateway og aktuelle netværksforhold. Dette hjælper med at minimere strømforbruget og forlænge batteriets levetid.
Samlet set er LoRa's moduleringsteknik en nøglefaktor i dens succes som en IoT-kommunikationsteknologi. Den gør det muligt at oprette netværk, der er både langtrækkende, energieffektive og i stand til at håndtere et stort antal enheder.