A Internet das Coisas (IOT/Internet of Things) refere-se à integração da interação de informações entre coisas na Internet, através da identificação, perceção, transmissão de informações e processamento inteligente de coisas específicas, sem necessidade de intervenção humana. A identificação, o posicionamento, a localização, a monitorização, o controlo e a gestão inteligentes proporcionam às pessoas serviços inteligentes e simples.
Na era da Internet móvel, conseguimos uma transmissão de informações sem barreiras entre as pessoas e, com a ajuda da tecnologia da Internet das Coisas, podemos realmente realizar a interligação de tudo. Por conseguinte, a Internet das Coisas é também designada como a próxima geração da tecnologia da Internet.
Pontos problemáticos nos cenários de aplicação das ligações à Internet das Coisas
① Distância de comunicação: A maioria dos equipamentos é implantada em ambientes de edifícios complexos ou em locais com pouca gente, e é difícil para as tecnologias sem fios tradicionais penetrarem ou alcançarem;
② Alimentação por bateria, muitas aplicações da Internet das Coisas não têm condições de alimentação contínua, como sensores geomagnéticos e contadores de água.
Comparação dos principais métodos de comunicação sem fios
As tecnologias sem fios nas aplicações IoT incluem, para além do GPRS e do 3G/4G na rede de área alargada do operador, o ZigBee de curto alcance, o Wi-Fi e o Bluetooth na rede de área local. Embora estas tecnologias sem fios são maduros, as suas vantagens e desvantagens são também muito óbvias. Só se pode escolher entre longa distância e baixo consumo de energia.
Neste contexto, surgiu a tecnologia LPWA (Low Power Wide Area), de baixo consumo de energia e de área alargada, concebida para aplicações IoT de longa distância, baixa largura de banda, baixo consumo de energia e grande número de ligações. Atualmente, a LPWA inclui uma variedade de tecnologias, como LoRa , Sigfox, Weightless e NB-IoT, entre as quais LoRa entrou na China desde 2013. Vamos aprender juntos sobre LoRa.
LoRa faz com que a distância e o consumo de energia deixem de ser um problema
LoRa é uma tecnologia de transmissão sem fio aprimorada que aumenta o raio de cobertura em 3 a 5 vezes em comparação com a tecnologia FSK clássica. A tecnologia de modulação e demodulação LoRa melhora significativamente a distância de transmissão sem fio sem alterar a potência de transmissão (ou seja, aumentando o orçamento do link ou a sensibilidade de receção).
Distância de transmissão LoRa vs. FSK em ambiente urbano denso
LoRaWAN™ é um protocolo assíncrono baseado em ALOHA, o que significa que os nós podem dormir por períodos mais longos ou mais curtos de acordo com as necessidades de cenários de aplicação específicos. No entanto, os nós dos protocolos de sincronização GPRS e 3G/4G devem estar regularmente conectados à Internet para sincronização, o que reduz a vida útil da bateria. O primeiro empurrador. A GSMA comparou diferentes tecnologias LPWA de baixa potência de área alargada e concluiu que a LoRaWAN™ tem uma vantagem de consumo de energia 3 a 5 vezes superior à de outras tecnologias celulares. O LoRa tem um bom desempenho em ambas as coberturas e consumo de energia.
Para que cenários de aplicação o LoRa é adequado?
A caraterística mais proeminente do LoRa é a sua longa distância, rompendo cenários de cobertura que antes necessitavam de relés, ou exigindo baixo consumo de energia e de bateria. por exemplo:
①Leitura de contadores sem fios, tais como: contador de eletricidade, contador de água, contador de gás, contador de calor, etc;
②Sensor de consumo de energia ultra-baixo que altera lentamente as quantidades físicas (temperatura, pressão da água, PM2.5, sensor geomagnético);
③Alarme sem fios (detetor de fumo, infravermelhos térmicos);
④Controlador remoto de E/S (controlo de iluminação, controlo de ar condicionado); ⑤Conversor RS-485/’ target=’_blank’>RS-485/Modbus sem fios;
Quais são as vantagens exclusivas de LoRa em comparação com a tecnologia clássica FSK 433MHz?
① Distância de comunicação: A distância é aumentada em 3-5 vezes. Este é o sentimento mais intuitivo. LoRa pode cobrir completamente os pontos cegos que são difíceis de cobrir com pequenos produtos sem fio de 433MHz. Esta é a solução definitiva para usuários que encontram comunicação não confiável de 433MHz;
A tecnologia de desmodulação ②LoRa pode ainda desmodular corretamente os dados sob ruído, e a sensibilidade pode mesmo atingir -148dBm;
O próprio modem LoRa tem excelentes caraterísticas anti-interferência e suporta comunicação automática de salto de frequência aleatória para resistir à possibilidade de interferência instantânea. Em comparação com a tradicional comunicação de frequência fixa com chip de 433MHz, não só a fiabilidade é melhorada, como também ocupa menos tempo no ponto de frequência e causa menos interferências no mundo exterior, o que significa que o canal de comunicação é utilizado de forma mais racional.
A frequência de comunicação do gateway de comunicação sem fios LoRa está autorizada?
De acordo com o documento do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação "Minbu No. [2005] 423", LoRaWAN™ pode ser usado gratuitamente na faixa de frequência de comunicação sem fio de micro potência: 470-510MHz, mas as seguintes condições devem ser atendidas:
①A potência de transmissão EIRP (EffecTIve Isotropic Radiated Power) omnidirecional eficaz deve ser inferior a 50mW (ou 17dBm);
②A duração da emissão não pode exceder 5000ms.