Zainteresuj się komunikacją w standardzie LoRa

| Prezentacje firmowe

Internet Rzeczy (Internet of Things) to bardzo gorący temat ostatnich kilkunastu miesięcy w świecie technologicznym. Według najnowszych raportów do roku 2020, do Internetu ma być podłączonych ponad 50 mld urządzeń, takich jak sprzęt gospodarstwa domowego (np. lodówki, pralki itd.), samochody, fabryki i linie produkcyjne. Urządzenia zbierają i przesyłają dane, które następnie w tzw. chmurze są analizowane i przetwarzane na użyteczne informacje.

Zainteresuj się komunikacją w standardzie LoRa

Podobny trend wśród swoich klientów, w tym również polskich, zauważa firma Espotel, która realizuje kompleksowe usługi projektowania i prototypowania takich urządzeń.

Jednym z większych wyzwań, jakie stoją przed producentami urządzeń podłączonych do Intenetu, jest sposób transmisji danych. Aktualnie istnieje kilkanaście standardów umożliwiających przesłanie danych z urządzenia końcowego do Internetu, chmury lub serwera. Wśród nich są takie technologie jak GPRS/EDGE/3G/4G, Bluetooth (również w wersji LE), ZigBee, Z-Wave, Wi-Fi, SigFox, LoRa itd.

Niestety nie wszystkie te technologie i standardy można zastosować i zaimplementować w każdym urządzeniu. Różnią się one zasięgiem, przepustowością danych, poborem prądu kosztem zastosowania oraz wieloma innymi szczegółami, które w ostatecznym rozrachunku również muszą zostać wzięte pod uwagę. Zatem wybór odpowiedniej technologii, do zastosowania w określonym projekcie nie jest zagadnieniem trywialnym.

Zalety LoRa

Fot. 1. Michał Leksiński trzymający moduł ELMO

Producentom, którym zależy na transmisji na długich dystansach, małym poborze prądu, niskim koszcie zastosowania oraz w przypadkach, kiedy ilość danych przesyłanych każdego dnia to maksymalnie kilka kilobajtów (kB), firma Espotel proponuje wykorzystanie technologii LoRa.

LoRa jest nową, wąskopasmową technologią bezprzewodowej transmisji danych w nielicencjonowanym paśmie ISM, cechującą się transmisją na duże odległości (do kilku kilometrów w terenie zabudowanym, a do kilkunastu w terenie niezabudowanym) przy bardzo małym poborze prądu (sieć klasy LPWAN). Umożliwia to pracę urządzenia na jednej baterii przez czas nawet do ponad 10 lat.

Wykorzystując m. in. technologię wynalezioną w latach 30. dwudziestego wieku, a mającą powszechne zastosowania w radarach wojskowych oraz algorytmy korekcji błędów, LoRa umożliwia demodulację sygnału użytecznego na poziomie ok. -160 dBm, a więc poniżej poziomu szumów. Dodatkowym plusem w odróżnieniu od innych powszechnie dostępnych standardów transmisji bezprzewodowej jest możliwość tworzenia sieci prywatnych.

Espotel członkiem LoRa Alliance

Espotel jest aktywnym członkiem grupy LoRa Alliance, zrzeszającej producentów wykorzystujących technologię LoRa w swoich produktach. Prowadzi jedno z dwóch oficjalnych laboratoriów certyfikujących i potwierdzających zgodność urządzeń różnych producentów ze standardem LoRa.

Na potrzeby prac rozwojowych Espotel zaprojektował prototyp modułu komunikacyjnego LoRa - ELMO (Espotel LoRa Module), który z jednej strony wykorzystywany jest do wewnętrznych testów technologii, a z drugiej strony jako platforma referencyjna przy projektowaniu rozwiązań dla klientów. Moduł zbudowany został w oparciu o mikrokontroler z rdzeniem ARM Cortex-M4 i jest on w pełni zgodny z platformą ARM mbed.

Obecnie moduł ma możliwość pracy w klasach A i C zgodnych ze standardem w wersji 1.0. Wszystkie niezbędne sterowniki i przykładowe programy są powszechnie dostępne na platformie ARM mbed.

Moduł ELMO ma również wyprowadzenia portów zgodne z platformą Arduino, co zwiększa uniwersalność tego rozwiązania o kolejne narzędzia. Wkrótce planowane jest wsparcie systemu operacyjnego mbedOS. Urządzenie udostępnianie jest klientom w początkowych fazach rozwoju ich produktów, co znacząco przyspiesza prace rozwojowe i zmniejsza koszty prowadzenia.

Infrastruktura dla LoRa

Fot. 2. Urządzenie zaprojektowane przez Espotel wykorzystujące LoRa

Rozwój technologiczny nie zawsze idzie w parze z wdrożeniami i zastosowaniami w praktyce w rozwiązaniach biznesowych. W wypadku wykorzystania potencjału, który niesie za sobą standard LoRa, jest inaczej. Obecnie w wielu krajach (Hiszpania, Francja, Holandia, Finlandia, itd.) prowadzi się zaawansowane inwestycje mające na celu stworzenie i udostępnienie infrastruktury sieciowej w standardzie LoRa.

Francja jest dobrym przykładem strategicznej synergii w tym zakresie. Firma Orange tworzy publiczną sieć LoRa w 17 największych miastach Francji, na którą będzie składać się 1200 bramek LoRa, natomiast firma Leroy-Merlin ogłosiła, że będzie korzystać z technologii LoRa w swoich produktach automatyki domowej w celu zwiększenia ich funkcjonalności.

Innym przykładem wykorzystania technologii LoRa jest produkt firmy Enevo (klienta firmy Espotel), który oferuje niezwykle skuteczny system usprawnienia gospodarki odpadami poprzez dynamiczny monitoring ilości śmieci w koszach i wykorzystywanie tych informacji do optymalizacji trasy przejazdu śmieciarki i planu odbioru odpadów.

Zarówno potentaci rynków energii czy usług sektora publicznego, jak i mniejsze firmy innowacyjne, w tym startupy, czerpią korzyści z ww. technologii. Nie tylko z oszczędności udoskonalanych procesów, ale przede wszystkim z tworzenia nowego rodzaju produktów i usług w oparciu o technologię LoRa.

Prowadzi to do sytuacji, gdzie powstanie środowiska sprzyjającego innowacjom pobudza tworzenie nowych rodzajów usług i modeli biznesowych, podwyższających komfort użytkowników oraz tworzących nowe źródła dochodów. Otwartość sieci LoRa powoduje, że dostęp do tego środowiska i możliwości biznesowych są niemal nieograniczone.

Michał Leksiński
Jarosław Gibas
Espotel Poland Sp. z o.o.

www.espotel.com