Baza Wiedzy

Za pomocą trybu oszczędzania energii (PSM) moduł komórkowy w urządzeniu może zostać uśpiony. Podczas tego trybu zużycie energii wynosi zaledwie kilka mikroamperów. W tym czasie urządzenie nie będzie komunikować się z siecią. Jeśli urządzenie będzie chciało wysłać dane, moduł komórkowy automatycznie wyjdzie z trybu uśpienia i natychmiast przekaże dane przez sieć. Optymalne zarządzanie tym czasem uśpienia pozwala zminimalizować zużycie energii. PSM jest dostępny m.in. w technologiach LTE M i NB-IOT.  

FQDN to skrót od Fully Qualified Domain Name i oznacza najbardziej kompletną nazwę domeny dla konkretnej strony internetowej, komputera lub serwera w internecie. Nazywany jest również absolutną nazwą domeny. Podczas gdy nazwa domeny składa się z zarejestrowanej nazwy oraz rozszerzenia domeny (domeny najwyższego poziomu), FQDN to pełna nazwa, w tym ewentualne subdomeny, takie jak „www” w FQDN „www.thingsdata.pl”. FQDN i DNS W połączeniu z protokołem, takim jak HTTP(S), oraz ewentualną lokalizacją pliku, FQDN tworzy adres URL. Adres IP przypisany do FQDN jest wyszukiwany za pomocą systemu nazw domen (DNS). Dzięki temu możliwe jest nawiązanie połączenia z serwerem na podstawie FQDN.  

Mobile Terminating (MT) odnosi się do wiadomości wysłanej do urządzenia (sprzętu). Wiadomość kończy się po stronie urządzenia.  

Mobile Originated (MO) odnosi się do wiadomości wysłanej z urządzenia (sprzętu). Wiadomość została pierwotnie nadana po stronie urządzenia.

Geolokacja to możliwość określenia lokalizacji czujnika LoRa bez użycia GPS. Jest to dodatek i nie musi być dostępny w każdej sieci LoRaWAN. Czujnik LoRa nie musi implementować dodatkowych funkcji, aby to umożliwić. Lokalizacja czujnika może zostać ustalona, gdy wiadomość uplink zostanie odebrana przez trzy lub więcej bram LoRaWAN. Jak działa geolokacja? Sieć LoRaWAN jest w stanie określić pozycję czujnika, analizując czas, w którym wiadomość uplink została odebrana przez różne bramy. Poprzez obliczenie różnicy w czasach odbioru z różnych bram można wywnioskować lokalizację. Aby było to możliwe, potrzebne są specjalne bramy wspierające funkcjonalność geolokacji.

LPWAN oznacza Low Power Wide Area Network. Sieć LPWAN spełnia następujące kryteria: jest to sieć bezprzewodowa, w której komunikacja z siecią odbywa się przy niskim zużyciu energii. Sieć ma duży zasięg (kilka kilometrów) przy niskiej przepustowości danych. Czym zajmuje się LPWAN? Głównym celem LPWAN jest zbieranie informacji, chociaż często możliwe jest przesyłanie danych w obu kierunkach. Istnieje kilka rodzajów sieci spełniających te kryteria, które należą do kategorii LPWAN, takich jak LoRaWAN, NB-IOT i LTE-M.

LoRaWAN oznacza Long-Range Wide-Area Network i jest idealne dla mobilnych urządzeń zasilanych bateryjnie, oferując wydajną metodę dwukierunkowej komunikacji. LoRaWAN składa się z kilku elementów: czujnika LoRa, bramki LoRaWAN i serwera sieciowego LoRaWAN. Dzięki LoRaWAN możliwe jest wysyłanie informacji w obu kierunkach. Informacje wysyłane przez czujnik LoRa to wiadomości uplink, natomiast dane przesyłane z sieci do czujnika to wiadomości downlink. Jak działa LoRaWAN? LoRaWAN koncentruje się na niskim zużyciu energii, umożliwiając przesyłanie danych na duże odległości. Niskie zużycie energii osiągane jest poprzez precyzyjne określenie, kiedy można wymieniać informacje. Dzięki temu czujnik LoRa może wybudzać się tylko w celu wysyłania wiadomości, a przez resztę czasu pozostaje w trybie energooszczędnym. Aby jeszcze bardziej oszczędzać energię, sieć może dostosowywać ustawienia czujnika za pomocą Adaptive Data Rate (ADR), co pozwala na minimalizację mocy nadawania przy jednoczesnym zapewnieniu niezawodnej komunikacji.

LoRa Alliance to organizacja non-profit, która stoi za standaryzacją sieci LoRaWAN. Składa się z członków reprezentujących różne branże (od operatorów i międzynarodowych korporacji po producentów czujników). Członkowie współpracują, aby wspierać globalne wdrożenie protokołu LoRa (Long Range Low Power) poprzez dzielenie się wiedzą i doświadczeniami oraz nawiązywanie współpracy między operatorami na całym świecie. Organizacja odpowiada za standard LoRaWAN i wydawanie certyfikatów. Certyfikat potwierdza, że czujnik działa zgodnie ze standardem LoRaWAN i jest kompatybilny ze wszystkimi sieciami LoRaWAN (z wyjątkiem różnic częstotliwości w poszczególnych krajach).

TTN (The Things Network) spopularyzowało technologię LoRaWAN, oferując bezpłatny serwer sieciowy LoRaWAN, dostępny dla każdego. Celem jest zbudowanie otwartej sieci LoRaWAN o zasięgu międzynarodowym. To społeczność, w której wszyscy członkowie zgadzają się, że ich własna infrastruktura (bramki LoRaWAN) może być wykorzystywana przez wszystkich. Jest to bezpłatna usługa, z zastrzeżeniem, że wszystkie dane z czujników w pobliżu mogą korzystać z Twoich bramek do komunikacji z aplikacjami stron trzecich. Nie ma gwarancji dostępności różnych węzłów sieci, poza bramkami LoRaWAN, które oczywiście samodzielnie dodajesz. Thingsdata oferuje standardową integrację z The Things Network.

W przypadku wdrożenia czujników komunikujących się za pośrednictwem sieci LoRaWAN, serwer sieciowy LoRaWAN jest kluczowym elementem. Serwer sieciowy LoRaWAN odpowiada za zarządzanie podłączonymi bramkami LoRaWAN (Radio Access Network), autoryzację czujników oraz wymianę danych (uplink, downlink) między czujnikami a aplikacjami.

Klasy LoRaWAN obejmują trzy różne typy: Klasa A, Klasa B i Klasa C. Klasa A Wysyła wiadomość zgodnie z ustawieniami w czujniku LoRaWAN. Wiadomości downlink są możliwe tylko w dwóch oknach odbioru po wysłaniu wiadomości przez czujnik LoRaWAN. Najbardziej energooszczędna opcja. Wymagana do wdrożenia w każdym czujniku LoRaWAN. Klasa B Rozszerzenie Klasy A. Czujnik LoRaWAN nasłuchuje w stałych odstępach czasu. Sieć wysyła sygnały beacon do czujników LoRaWAN, aby określić ten interwał. Mniej energooszczędna niż Klasa A. Klasa C Rozszerzenie Klasy A. Wiadomości downlink są możliwe w dowolnym momencie. Czujnik LoRaWAN nasłuchuje stale. Niezbyt energooszczędna. Obecnie dostępnych jest niewiele czujników LoRaWAN obsługujących Klasę C.

Over The Air Activation (OTAA) to metoda, dzięki której czujnik LoRa jest podłączany do sieci LoRaWAN. Inną metodą łączenia czujnika LoRa z siecią jest Activation By Personalisation (ABP). Zanim czujnik może dołączyć do sieci LoRaWAN, zarówno czujnik, jak i sieć muszą znać następujące dane: DevAddr, NwkSKey i AppSKey. DevAddr to unikalny adres w sieci LoRaWAN, który identyfikuje czujnik. NwkSKey i AppSKey są potrzebne do szyfrowania wiadomości. W przypadku OTAA te trzy dane są generowane i wymieniane między siecią a czujnikiem za pomocą procedury "join". OTAA i procedura "join" Podczas procedury "join" klucze zabezpieczeń (NwkSKey i AppSKey) są dynamicznie ustalane, a sieć przydziela czujnikowi wolny DevAddr. Oznacza to, że za każdym razem, gdy czujnik otwiera nową sesję, generowane są nowe klucze szyfrujące. Z powodów bezpieczeństwa można zdecydować o otwarciu nowej sesji co jakiś czas, aby odświeżyć klucze zabezpieczeń. Jak przebiega procedura "join"? Aby wykonać procedurę "join" w metodzie OTAA, wymagane są trzy dane (inne niż te wspomniane powyżej): DevEUI, AppEUI i AppKey. Gdy dane te zostaną skonfigurowane zarówno po stronie czujnika, jak i sieci, możliwe jest wykonanie procedury "join" i dynamiczne obliczenie wspomnianych wcześniej DevAddr, NwkSKey i AppSKey. Ponieważ dane te są generowane dynamicznie, możliwe jest przełączanie czujnika między sieciami, co odróżnia metodę OTAA od ABP.