Ha széles hálózata van, ahol rengeteg eszköz van, amelyeknek kommunikálniuk kell, akkor egy alacsony fogyasztású nagy kiterjedésű hálózatra van szüksége.

Az internet folyamatosan növekszik, és a dolgok internete (IoT) az egyik olyan terület, amely folyamatosan növekszik. A növekedés nagy részét az alacsony fogyasztású nagy kiterjedésű hálózatok (LPWAN) hajtják, amelyek a nagy kiterjedésű hálózatok alacsony fogyasztású kapcsolatai, amelyek hasznosak az IoT telepítéséhez és használatához.

Tehát nézzük meg közelebbről az LPWAN-okat, az LPWAN-ok különböző típusait, és néhány valós példát a használatukra.

Mi az IoT?

Az LPWAN megértéséhez meg kell értened mi az IoT. Nem kell ezt nagyon mélyen kifejtenünk, de egy kis tudás sokat segít az LPWAN-ok megértésében.

Az IoT kifejezés olyan fizikai eszközöket jelent, amelyek egymással kapcsolatban vannak. Ezek az eszközök mindent tartalmaznak az otthoni intelligens termosztátoktól a városi okos utcai lámpákig.

Néhány gyakori IoT-kompatibilis eszköz:

  • Okos otthoni eszközök: Termosztátok, világítás, biztonsági kamerák
    • instagram viewer
  • Ipari: Érzékelők gyártóberendezésekben, készletszabályozási érzékelők
  • Okos város: Utcai világítás és közlekedési lámpa, tömegközlekedés
  • Mezőgazdaság: talajérzékelők, intelligens öntözés, állattartás

Ez csak néhány módja az IoT használatának. De ahhoz, hogy az IoT-rendszerek működjenek, csatlakoztatniuk kell őket, és az LPWAN-ok gyakran játsszák ezt a szerepet.

Mi az LPWAN?

Az LPWAN egy vezeték nélküli kommunikációs hálózat, amely kis sávszélességű és kis teljesítményű adatátvitelt tud biztosítani széles területen. Az LPWAN által lefedett terület miatt tökéletes az IoT-hálózatok kommunikációjának elősegítésére.

Az LPWAN-nak nincs meghatározott fix területmérete, amelyet lefedhet. A lefedettség számos tényezőtől függ, beleértve az átviteli technológiát, a csatlakoztatott IoT-eszközök számát, az elérhető adatsebességet stb. Ezenkívül más tényezők is befolyásolják az LPWAN lefedettségét és átvitelét, például a környezeti akadályok.

Hogyan működnek az LPWAN-ok?

Az LPWAN-ok alacsony fogyasztású tulajdonságai a működésük kulcsa. Az IoT-eszközök gyakran akkumulátoros, alacsony energiafogyasztású eszközök. Ezenkívül a legtöbb IoT-eszköz kis mennyiségű adatot továbbít alacsony bitsebességgel. Ez teszi az LPWAN-okat ideálissá ezeknek az eszközöknek a nagy távolságra történő csatlakoztatásához, minimális energiafogyasztással.

Az LPWAN-ok többnyire engedély nélküli rádiófrekvenciákat használnak. Ez szükségtelenné teszi az engedélyezést és csökkenti a költségeket. Az adatok kódolása és továbbítása az LPWAN típusától függ. De minden típus középpontjában egy modulációs technika áll, amelyet arra terveztek, hogy az adatokat minimális interferencia mellett nagy távolságra továbbítsa.

Az ennek eléréséhez használt módszerek közül néhány:

  • Hibajavító kódok használata
  • Jelszórás (széles frekvenciasávon terjeszti a jelet)
  • Adatsebesség csökkentése

Nagyon hasznos vízcsapban gondolkodni. Kapcsolja be teljesen, és erőteljes áramlást kap; ez egy hagyományos nagy kiterjedésű hálózathoz (WAN) hasonlítható, ahol rengeteg adat (víz) áramlik nagyon gyorsan. Hátránya, hogy ehhez sok energiára van szükség az áramlás fenntartásához.

Csökkentse ezt az áramlást egyenletes csepegésre, és máris megvan az LPWAN. A víz továbbra is ugyanazt a távolságot fogja megtenni, de kevés energiára van szükség a csepegtető áramlás fenntartásához.

Az LPWAN-ok 3 fő előnyei

Az LPWAN-ok IoT-eszközök összekapcsolására szolgáló okát az ilyen típusú hálózatok által kínált három fő előny figyelembevételével lehet összefoglalni.

  1. Költség: Az LPWAN költsége alacsonyabb, mint a hagyományos WAN. Mind hardver, mind megvalósítási költségek szempontjából az LPWAN-ok alacsony költségű csatlakozási megoldást kínálnak.
  2. Hatótávolság: Az LPWAN tartománya olyan tényezőktől függően változik, mint a topológia, a tervezési követelmények, a környezeti feltételek és az interferencia. Egy tipikus hálózat körülbelül hat mérföldes hatótávolságon keresztül működhet. De ahogy a következő részben látni fogjuk, egyes LPWAN típusok maximális hatótávolsága körülbelül 25 mérföld.
  3. Erő: Az LPWAN adó-vevők, érzékelők és egyéb elemek általában alacsony fogyasztású eszközök. Például sok közülük akkumulátorról működik, és gyakran előfordul, hogy egy akkumulátor élettartamát években mérik.

Ezek az attribútumok hozzájárulnak az LPWAN-ok felvételéhez, mint az IoT-eszközök millióinak fő csatlakozási formájához.

Az LPWAN fő típusai

Az LPWAN többféle típusa létezik. A választott LPWAN típusa számos tényezőtől függ. Például a Sigfox típusú LPWAN akár 25 mérföldes hatótávolsággal is büszkélkedhet; ez akkor előnyös, ha az eszközök nagy hatótávolságon vannak szétszórva.

Íme néhány az LPWAN leggyakoribb típusai közül:

  • LoRaWAN: Ez a Chirp Spread Modulation nevű technikát használja a távolsági kommunikáció eléréséhez. Ugyanez a technika lehetővé teszi ennek elérését nagyon alacsony energiafogyasztás mellett. A LoRaWAN-ok számos előnyt kínálnak, beleértve az alacsony költségeket és a méretezhetőséget. Támogatja a földrajzi helymeghatározási funkciókat és a kétirányú kommunikációt is.
  • NB-IoT: Ez egy LPWAN, amely mobilhálózatokon keresztül működik. Ez lehetővé teszi, hogy fenntartsa az LPWAN meghatározó jellemzőit, de további előnyökkel jár a megnövekedett adatsebesség és a fokozott biztonság.
  • Sigfox: A Sigfox egy szabadalmaztatott LPWAN szolgáltatás, amely globális lefedettséggel büszkélkedhet. Ultra keskeny sávú modulációt használ a csatlakoztatott eszközök hatótávolság- és teljesítményigényének kielégítésére, és optimális körülmények között akár 25 mérföldes hatótávolságot is elérhet.
  • Súlytalan: A Weightless a szélessávú frekvenciamoduláció és az ortogonális frekvencia multiplexelés segítségével eléri LPWAN-céljait, a nagy távolságú, kis teljesítményű csatlakozást. Ez egy másik szolgáltatás, amely globális lefedettséggel rendelkezik.

Amint láthatja, az LPWAN céljainak eléréséhez különböző megközelítések léteznek. Az LPWAN kiválasztását azonban nagyrészt a várhatóan kiszolgálni kívánt funkciók határozzák meg, ami a legjobban az LPWAN-ok használatának néhány módja alapján érthető meg.

Mire használhatók az LPWAN-ok?

Ezt már érintettük, de az LPWAN-ok működésének teljes megértésének legjobb módja, ha megbeszélünk néhány valós forgatókönyvet, ahol IoT-eszközöket használnak.

Okos városok

A városok egyre gyakrabban használják az LPWAN-okat, és kiváló eredményeket érnek el. Néhány gyakori felhasználási mód:

  • Intelligens utcai világítás: Az intelligens utcai lámpák többféle célra használnak LPWAN-t. A legáltalánosabb az energiamegtakarítás a lámpák fényerejének olyan tényezők függvényében történő beállításával, mint az éghajlati viszonyok, a napszak és az utcai aktivitás mértéke.
  • Intelligens közlekedési lámpák: Ezeket a torlódások enyhítésére használják a közlekedési lámpák előnyben részesítésével a forgalom optimalizálása érdekében
  • Intelligens parkolás: Szenzorok segítségével ellenőrizhető a parkolóhelyek rendelkezésre állása.

Az intelligensebb városok felé való elmozdulás célja a lakosok életminőségének javítása, valamint az önkormányzatok szénlábnyomának és energiaszámlájának csökkentése.

Mezőgazdaság

A mezőgazdaság egy másik ágazat, ahol gyorsan nőtt az IoT-eszközök és az LPWAN-ok használata. Íme néhány módszer, amellyel az LPWAN-ok segítenek a gazdálkodóknak:

  • Talajfelügyelet: Az LPWAN-ok és érzékelők képesek figyelni a talajviszonyokat, például a nedvességet és a hőmérsékletet. Ez lehetővé teszi a gazdálkodók számára, hogy vizet takarítsanak meg azzal, hogy csak ott és akkor öntöznek, amikor és amikor szükséges.
  • Állattenyésztés ellenőrzése: Az állatállomány helyét az LPWAN-hoz csatlakoztatott érzékelők használhatják.

Ez egy másik szektor, ahol az LPWAN csökkentheti a költségeket és csökkentheti a mezőgazdasági gyakorlatok környezeti hatását.

Egészségügy

Az LPWAN-ok átalakítják az egészségügyi ellátást, valamint a betegek és állapotok megfigyelésének módját. A technológia felhasználási területei között szerepel:

  • Valós idejű információkat nyújt a páciens egészségi állapotáról a használatával távoli betegmegfigyelő eszközök
  • Kövesse nyomon a berendezés állapotát és helyét
  • Figyelemmel kíséri és módosítja a környezeti feltételeket az egészségügyi intézményekben

Összességében az LPWANS segíthet a betegek kezelésének egyszerűsítésében és egyúttal a rezsicsökkentésben is.

LPWAN: Lassú és egyenletes nyeri a versenyt

Az LPWAN-ok az egyre inkább összekapcsolódó világ énekeletlen hősei. Az adatátvitel lassú és egyenletes megközelítését alkalmazva ezek a hálózatok intelligensebbé teszik városainkat, biztonságosabbá teszik otthonainkat és hatékonyabbá teszik a mezőgazdaságunkat.

Az információ ereje nem csupán a „big data”-ról szól; néha az élet apró dolgai is számítanak.