LoRa
LoRa , Chirp Spread Spectrum (CSS) teknolojisinden türetilen bir kablosuz modülasyon tekniğidir . Yunusların ve yarasaların iletişim kurma biçimine benzer şekilde, chirp darbeleri kullanarak radyo dalgaları üzerinde bilgi kodlar! LoRa modüle edilmiş iletim, bozulmalara karşı dayanıklıdır ve büyük mesafelerde alınabilir.
Karmaşık terimler konusunda endişelenmeyin; LoRa modülasyonu ve Chirp Spread Spectrum teknolojisi pratikte anlaşılması kolaydır. Merak ediyorsanız, Richard Wenner bu videoda Chirp Spread Spectrum teknolojisinin nasıl çalıştığını açıklıyor :
LoRa, düşük bit hızlarıyla küçük veri parçalarını ileten uygulamalar için idealdir. Veriler, WiFi, Bluetooth veya ZigBee gibi teknolojilere kıyasla daha uzun bir menzilde iletilebilir. Bu özellikler LoRa’yı düşük güç modunda çalışan sensörler ve aktüatörler için oldukça uygun hale getirir.
LoRa, lisans gerektirmeyen alt gigahertz bantlarında, örneğin 915 MHz, 868 MHz ve 433 MHz’de çalıştırılabilir . Ayrıca, alt gigahertz bantlarına kıyasla daha yüksek veri hızlarına ulaşmak için 2,4 GHz’de de çalıştırılabilir , ancak menzil pahasına. Bu frekanslar, uluslararası olarak endüstriyel, bilimsel ve tıbbi amaçlar için ayrılmış ISM bantlarına girer.
LoRaWAN
LoRaWAN, LoRa modülasyonu üzerine inşa edilmiş bir Medya Erişim Kontrolü (MAC) katman protokolüdür. Cihazların LoRa donanımını nasıl kullandığını, örneğin ne zaman ilettiklerini ve mesajların biçimini tanımlayan bir yazılım katmanıdır.
Things Network, LoRaWAN aygıtlarından mesajlar alan bir LoRaWAN ağ sunucusu olan The Things Stack tarafından desteklenmektedir. Deneyin ve burada ücretsiz olarak oluşturmaya başlayın .
LoRaWAN protokolü LoRa Alliance tarafından geliştirilir ve sürdürülür . İlk LoRaWAN spesifikasyonu Ocak 2015’te yayınlandı. Aşağıdaki tablo LoRaWAN spesifikasyonlarının sürüm geçmişini gösterir. Bu yazının yazıldığı tarihte en son spesifikasyonlar 1.0.4 (1.0 serisinde) ve 1.1’dir (1.1 serisi).
| Sürüm | Yayın tarihi |
| 1.0 | Ocak 2015 |
| 1.0.1 | Şubat 2016 |
| 1.0.2 | Temmuz 2016 |
| 1.1 | Ekim 2017 |
| 1.0.3 | Temmuz 2018 |
| 1.0.4 | Ekim 2020 |
Bant Genişliği ve Menzil
LoRaWAN, küçük boyutlu yükleri (sensör verileri gibi) uzun mesafelerde iletmek için uygundur. LoRa modülasyonu, diğer rakip kablosuz veri iletim teknolojilerine kıyasla düşük bant genişlikleriyle önemli ölçüde daha büyük bir iletişim aralığı sağlar. Aşağıdaki şekil, kablosuz veri iletimi için kullanılabilecek bazı erişim teknolojilerini ve bant genişliğine karşı beklenen iletim aralıklarını göstermektedir.
LoRaWAN neden bu kadar harika?
- Ultra düşük güç – LoRaWAN uç cihazları düşük güç modunda çalışacak şekilde optimize edilmiştir ve tek bir pille 10 yıla kadar dayanabilir.
- Uzun menzil – LoRaWAN ağ geçitleri, kırsal alanlarda 10 kilometreden fazla, yoğun kentsel alanlarda ise 3 kilometreye kadar mesafelerde sinyal iletebilir ve alabilir.
- Derin iç mekan penetrasyonu – LoRaWAN ağları derin iç mekan kapsama alanı sağlayabilir ve çok katlı binaları kolayca kapsayabilir.
- Lisans gerektirmeyen spektrum – LoRaWAN ağını dağıtmak için pahalı frekans spektrum lisans ücretleri ödemenize gerek yok.
- Coğrafi Konum – Bir LoRaWAN ağı, GPS’e ihtiyaç duymadan üçgenleme kullanarak uç cihazların konumunu belirleyebilir. Bir LoRa uç cihazı, en az üç ağ geçidi sinyalini alırsa bulunabilir.
- Yüksek kapasite – LoRaWAN Ağ Sunucuları binlerce ağ geçidinden gelen milyonlarca mesajı işler.
- Genel ve özel dağıtımlar – Aynı donanımı (ağ geçitleri, uç cihazlar, antenler) ve yazılımı (UDP paket yönlendiricileri, Temel İstasyon yazılımı, uç cihazlar için LoRaWAN yığınları) kullanarak genel ve özel LoRaWAN ağlarını dağıtmak kolaydır.
- Uçtan uca güvenlik – LoRaWAN, AES-128 şifrelemesini kullanarak uç cihaz ile uygulama sunucusu arasında güvenli iletişimi sağlar.
- Kablosuz aygıt yazılımı güncellemeleri – Tek bir uç cihaz veya uç cihaz grubu için aygıt yazılımını (uygulamalar ve LoRaWAN yığını) uzaktan güncelleyebilirsiniz.
- Dolaşım – LoRaWAN uç cihazları bir ağdan diğerine sorunsuz geçişler gerçekleştirebilir.
- Düşük maliyet – Minimum altyapı, düşük maliyetli uç düğümler ve açık kaynaklı yazılım.
- Sertifika programı – LoRa Alliance sertifika programı, son cihazları sertifikalandırır ve son kullanıcılara cihazların güvenilir ve LoRaWAN spesifikasyonuna uygun olduğuna dair güven sağlar.
- Ekosistem – LoRaWAN, cihaz üreticileri, ağ geçidi üreticileri, anten üreticileri, ağ servis sağlayıcıları ve uygulama geliştiricilerinden oluşan çok büyük bir ekosisteme sahiptir.
LoRaWAN kullanım örnekleri
LoRaWAN’ın nasıl uygulanabileceğine dair fikir vermek için Semtech tarafından sağlanan birkaç harika LoRaWAN kullanım örneği şunlardır :
- Aşı soğuk zincir takibi – LoRaWAN sensörleri, aşıların transit sırasında uygun sıcaklıklarda tutulmasını sağlamak için kullanılır.
- Hayvan koruma – İzleme sensörleri, Kara Gergedanlar ve Amur Leoparları gibi nesli tükenmekte olan türlerin yönetimini sağlar.
- Demans hastaları – Bileklik sensörleri düşme tespiti ve ilaç takibi sağlar.
- Akıllı çiftlikler – Bitki toprağının nemine ilişkin gerçek zamanlı bilgiler ve optimize edilmiş sulama programı, su kullanımını %30’a kadar azaltır.
- Su tasarrufu – Bir şehrin su şebekesindeki kaçakların tespiti ve daha hızlı onarımı.
- Gıda Güvenliği – Sıcaklık takibi gıda kalitesinin korunmasını sağlar.
- Akıllı atık kutuları – Personele gönderilen atık kutusu seviyesi uyarıları, toplama programını optimize eder.
- Akıllı bisikletler – Bisiklet izleyiciler, uzak bölgelerde ve yoğun binalarda bisikletleri takip eder.
- Havaalanı takibi – GPS’siz takip araçları, personeli ve bagajları izler.
- Verimli çalışma alanları – Oda doluluk oranı, sıcaklık, enerji kullanımı ve park yeri mevcudiyetinin izlenmesi.
- Sığır sağlığı – Sensörler sığır sağlığını izler, hastalıkları tespit eder ve buzağı doğum zamanını tahmin eder.
- Uzayda LoRa – Uydular dünya çapında LoRaWAN tabanlı kapsama alanı sağlayacak.
LoRa İttifakı
LoRa Alliance® 2015 yılında kurulan açık, kar amacı gütmeyen bir dernektir. LoRaWAN protokolünün geliştirilmesini destekler ve tüm LoRaWAN ürünleri ve teknolojilerinin birlikte çalışabilirliğini sağlar. Bugün LoRa Alliance’ın dünya çapında 500’den fazla üyesi bulunmaktadır .
LoRa Alliance, uç cihazlar için LoRaWAN sertifikası sağlar. Sertifikalı uç cihazlar, kullanıcılara uç cihazın güvenilir ve LoRaWAN spesifikasyonuna uygun olduğuna dair güven sağlar. LoRaWAN sertifikası hakkında daha fazla bilgi edinmek için LoRa Alliance web sitesini ziyaret edebilirsiniz . Sertifika yalnızca LoRa Alliance üyesi cihaz üreticileri için mevcuttur. Sertifika alındıktan sonra üretici, ürünle birlikte LoRaWAN Certified işaretini kullanabilir.
LoRaWAN artık bir ITU standardıdır.
LoRa Alliance® tarafından 7 Aralık 2021 tarihinde duyurulduğu üzere LoRaWAN®, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) tarafından Düşük Güçlü Geniş Alan Ağı (LPWAN) için resmi bir standart olarak onaylanmıştır .