Baza technologii

Opis technologii / usługi

Od kilku lat trwają intensywne prace nad opracowaniem systemu komunikacji bezprzewodowej, który umożliwią będzie komunikację bezpośrednią (bez konieczności stosowania regeneratorów i wzmacniaczy sygnałowych), na duże odległości. Znane i powszechnie wykorzystywane mechanizmy transmisji bezprzewodowej umożliwiają komunikację na odległość 10-20metrów (Bluetooth, Z-Wave) maksymalnie do 100 metrów (Wi-Fi, ZigBee). Odległości te ponadto określają możliwości transmisji w przestrzeni otwartej i znacząco się redukują, w przypadku przeprowadzania transmisji w środowisku zabudowanym lub „wypełnionym” wieloma obiektami. W aktualnie wykorzystywanych powszechnie systemach automatyki budynkowej bardzo często konieczne jest odczytywanie wskazań systemów sensorycznych oraz przesyłanie zmierzonych wartości do serwerów komputerowych firm. Przykładem takich zastosowań mogą być wodomierze, liczniki ciepła, czujniki dymu, czujki alarmowe itp. Obecnie, jeśli istnieje konieczność przesłania danych bezprzewodowo na duże odległości, praktycznie wyłącznie wykorzystywana jest transmisja za pomocą modemów telefonii komórkowej (GPRS, LTE). To z kolei wiąże się jednak zarówno z koniecznością wyposażenia urządzeń w modemy z kartami SIM i wnoszenia opłat za usługę, jak również w pewnym zakresie niebezpieczeństwem przejęcia danych przez osoby postronne. Opracowane w ostatnich latach systemy komunikacji bezprzewodowej, pracujące w paśmie sub-1GHz (w warunkach polskich, oznacza to najczęściej pasmo 866MHz lub 433MHz) jest w pewnym sensie odpowiedzią na takie zapotrzebowanie. Transmisja w paśmie poniżej 1GHz charakteryzuje się stosunkowo wysoką odpornością na zakłócenia, nie jest również tak bardzo tłumiona przez przeszkody, jak w przypadku transmisji w pasmach powyżej 2.4Ghz. Umożliwia to realizację transmisji na duże odległości (nawet do 15km). Obecnie opracowanych jest kilka standardów takiej transmisji, najpopularniejsze to SigFox i LoRa. Projekt realizowany będzie przy wykorzystaniu urządzeń transmisyjnych dla standardu LoRa. LoRa (ang. Long Range) jest to technologia komunikacji bezprzewodowej stworzona przez firmę Cycleo, a następnie rozwijana przez firmę Semtech oraz organizację LoRa Alliance. Należy ona do kategorii sieci działającej z wykorzystaniem topologii gwiazdy typu LPWAN, działającej z wykorzystaniem topologii gwiazdy. Poza samym standardem transmisji, definiującym fizyczne właściwości nadawania i odbioru sygnałów opracowano również wytyczne i zasady tworzenia sieci z wykorzystaniem transmiterów LoRa. Specyfikację te nazwano LoRaWAN.

Zalety / korzyści z zastosowania technologii

LoRaWAN jest protokołem warstwy łącza danych stworzonym przez LoRa Alliance. Warstwa fizyczna LoRa może również korzystać z innych warstw MAC, aczkolwiek ta jest preferowaną oraz oficjalnie wspieraną przez organizację. Podstawową ideą LoRAWAN jest rozmieszczenie w obszarze miejskim urządzeń typu LoRAGateway (bramka), które odbierają dane z modułów sensorycznych (również mobilnych), a następnie przekazują je do serwera sieciowego (chmury firmowej) Urządzenia końcowe LoRaWAN mogą komunikować się z dowolną bramą – w LoRaWAN służą one tylko jako urządzenia przekazujące wiadomości do serwera sieciowego, który po protokole IP komunikuje się z tą bramą. Dopiero serwer weryfikuje poprawność pakietu oraz czy pochodzi on z jego sieci. Na podkreślenie zasługuje ponadto fakt szyfrowania komunikacji pomiędzy punktami końcowymi, dzięki czemu, nawet gdyby przejęto je na którymś etapie transmisji ich odczytanie byłoby niemożliwe. W założeniach serwer sieciowy jest serwerem komercyjnym twórcy standardu (firmy SEMTECH), ale można też transmisję przekierowywać na własne serwery lokalne. Projekt realizowany będzie w dwóch etapach: Wdrożenie systemów transmisji i akwizycji bazujących na transmisji LoRa w obszarze miejskim W pierwszym etapie celem prac będzie stworzenie infrastruktury systemu urządzeń typu Gateway LoRa, gwarantujących możliwość zbierania danych z systemów pomiarowych, ich archiwizację na serwerze LoRa oraz podgląd za pomocą aplikacji/strony internetowej. Ponadto w ramach tego etapu prac opracowany zostanie uniwersalny układ komunikacyjny, umożliwiający komunikacje w standardzie LoRa z urządzeniem Gateway (i oczywiście przesłanie danych na serwer). Z założenia opracowywany system powinien być uniwersalny i stwarzać możliwość przyłączenia dowolnego typu urządzeń pomiarowych. Oczywiście każde urządzenie pomiarowe ma swoja specyfikę i realizuje przesłanie danych pomiarowych na swój, często unikatowy sposób. Nie sposób więc opracować urządzenia umożliwiającego komunikację w systemie LoRa, kompatybilnego z wszystkimi wykorzystywanymi urządzeniami pomiarowymi. W ramach zadania opracowany zostanie uniwersalny system komunikacji oraz zdefiniowany zostanie szczegółowo interfejs wejściowy dla tego systemu, co umożliwić ma w przyszłości podłączenie dowolnego systemu pomiarowego, za pośrednictwem dedykowanego adaptera/interfejsu.

Zastosowanie rynkowe

W drugim etapie opracowany zostanie system umożliwiający stworzenie subsieci LoRa dedykowanej dla konkretnego podmiotu gospodarczego. Opracowany zostanie prototyp systemu, który umożliwiał będzie komunikację z urządzeniami pomiarowymi, zgodnie ze standardem LoRa, a dane pomiarowe przechowywane będą na dedykowanym serwerze/chmurze. Taki system oferowany będzie podmiotom, wraz z opracowanym adapterem do podłączenia urządzeń pomiarowych firmy, dzięki czemu całość systemu będzie własnością firmy/podmiotu.

Tagi

Branże