A arquitetura da rede LoRaWAN é implementada numa topologia em estrela (em oposição a uma topologia em malha, como a Zibgee). A estação base de uma rede LoRaWAN configurada numa topologia em estrela retransmite dados entre os nós sensores e os servidores da rede.
A comunicação entre os nós sensores e as estações base ocorre através de canais sem fios que utilizam a camada física LoRa, enquanto as ligações entre os gateways e os servidores centrais são geridas através de uma rede principal baseada em IP.
● O nó final utiliza LoRa para transmitir diretamente para todos os gateways que se encontrem dentro do alcance.
● Os gateways utilizam o IP para retransmitir mensagens entre os dispositivos finais e os servidores centrais da rede.
nó terminal de Lora
Os nós terminais podem ser módulos LoRa incorporados, terminais de transmissão de dados LoRa, sensores, etc. Estes nós são normalmente comuns:
● Sensores (utilizados para detetar parâmetros variáveis, tais como temperatura, humidade, acelerómetro e GPS);
● O transponder LoRa transmite sinais através do método de transmissão de rádio patenteado pela LoRa;
● Microcontrolador opcional (com memória integrada).
O sensor pode ser ligado a um módulo LoRa, ou pode ser uma unidade integrada com um módulo LoRa incorporado.
Os microcontroladores podem ser programados utilizando microPython ou microJavascript. Isto permite aos programadores utilizar dados provenientes de sensores, tais como acelerómetros, sensores de temperatura, etc., e implementar determinados casos de utilização. O algoritmo de deteção de quedas pode ser implementado através da programação de um microcontrolador com base nos dados recebidos dos acelerómetros e de outros sensores.
Os nós finais LoRaWAN (sensores) consomem normalmente pouca energia e são alimentados por bateria (Classe A e B). Os sensores LoRa incorporados são alimentados por bateria e têm, normalmente, uma autonomia entre 2 e 5 anos. Os sensores LoRa podem transmitir sinais a uma distância de 1 km a 10 km.
Gateway LoRa
O sensor LoRa transmite dados para o gateway LoRa. O gateway LoRa liga-se à Internet através de protocolos IP padrão e transmite os dados recebidos dos sensores LoRa incorporados para a Internet (ou seja, rede, servidor ou nuvem). O dispositivo de gateway está sempre ligado a uma fonte de alimentação. O gateway liga-se ao servidor de rede através de uma ligação IP padrão e funciona como uma ponte transparente, limitando-se a converter pacotes RF em pacotes IP e vice-versa.
Servidor de rede
O servidor web pode ser uma solução de plataforma baseada na nuvem. O servidor web liga-se ao gateway, recebe os pacotes e, em seguida, encaminha-os para a aplicação relevante. O servidor web pode ser utilizado para comunicação de ligação ascendente (ou seja, do sensor para a aplicação) ou de ligação descendente (ou seja, da aplicação para o sensor).
O servidor de rede da Things Network dispõe de routers, proxies e handlers para o processamento de pacotes provenientes do gateway LoRaWAN. Dispõe ainda de uma AWS Bridge que liga a TTN à plataforma AWS IoT.
servidor de aplicações
Normalmente, as aplicações podem ser desenvolvidas em plataformas de IoT, como a AWS IoT, utilizando os serviços Lambda, DynamoDB ou S3.
