LoRaWAN-технологии: беспроводные системы диспетчеризации

Умный учет для микрорайона, для города

Общемировые тренды автоматизации и всепроникающего интернета задают новый вектор развития приборного учета.

В последние годы возникло множество вариантов беспроводной передачи данных – давно знакомые GSM, GPRS, 3G, Wi-Fi, так и новые технологии, такие как LoRaWAN.
В настоящее время беспроводная технология LoRaWAN все активнее внедряется в приборный учет, освещение, управление энергосистемами.

Какую технологию выбрать?

В течение многих лет потенциал Интернета вещей не находил реализации в сборе данных с различных пользовательских устройств из-за таких технических факторов, таких как ограниченный срок действия аккумулятора, возможность передачи информации только на короткие расстояния, высокая стоимость проектов и недостаток необходимых стандартов.

В начале 2015 года компании IBM Research, Semtech и Cisco представили миру новую энергоэффективную сетевую технологию, преодолевшую вышеперечисленные проблемы и получившую название LoRaWAN. Задействуя нелицензированный спектр беспроводного доступа, технология может соединять сенсоры, расположенные на большом расстоянии друг от друга, при этом предлагая длительный срок жизни аккумулятора. Кроме того, не требуется больших инфраструктурных вложений.

Поддержку, развитие и стандартизацию технологии LoRaWAN осуществляет некоммерческая организация LoRa Alliance. Задача LoRa Alliance — объединить аппаратное и программное обеспечение на базе стандарта LoRaWAN

Сенсоры LoRaWAN могут передавать информацию на дистанции 15 км — в малых городах и более 2 км — в плотно застроенных городах, обеспечивая скорость обмена данными от 300 бит/сек до 100 кбит/сек.
Сенсоры требуют мало энергии; многие из них могут бесперебойно функционировать вплоть до 10 лет, питаясь от одного аккумулятора AA.
В свою очередь, ключи шифрования AES128 делают фактически невозможными взлом и прослушивание.

Почему мы выбрали беспроводную технологию LoRaWAN

Сети LoRaWAN

Работа в не лицензируемом диапазоне.
Автономность устройств связи.
Сеть поддерживает высокую концентрацию устройств на территории, до 10000 шт. на 1 кв.км.
Безопасность соединения и защищенность пакета передачи данных.
Надежная связь в условиях индустриальных помех.
Двусторонняя связь.
Возможность синхронизации работы системы.
Высокая скорость развертывания и развития сети.
Свобода при выборе оператора связи (использование стандарта LoRaWAN исключает монопольную зависимость от одного поставщика сети - оператора можно сменить или самому стать оператором).

Приложения

Свобода при выборе приложения (нет жесткой привязки устройств к какому-либо приложению; на рынке есть выбор приложений).
Для работы в «облаке» нужен только интернет.

Устройства

Решен вопрос передачи теплового пакета в соответствии с правилами учета тепловой энергии (вычислители и теплосчетчики КАРАТ).
Себестоимость устройств позволяет сделать устройства с доступной ценой.

Архитектура сетей LoRaWAN

Сеть LoRaWAN имеет топологию звезда из звёзд и включает в себя конечные узлы, шлюзы, сетевой сервер и сервер приложений.
Конечный узел осуществляет измерение и управляющие функции. Он содержит набор необходимых датчиков и управляющих элементов.

Шлюз LoRa — базовые станции, принимающее данные от конечных устройств с помощью радиоканала и передающее их в транзитную сеть, в качестве которых могут выступать Ethernet, сотовые сети.
Шлюз и конечные устройства образуют сетевую топологию типа звезда. Несколько базовых станций обеспечивают зону покрытия сети и прозрачную двунаправленную передачу данных между конечными узлами и сервером.
LoRaWAN позволяет строить распределённые беспроводные сети с большим числом конечных узлов. Один LoRa-шлюз допускает обслуживание до пяти тысяч конечных устройств, что достигается за счёт топологии сети, адаптивной скорости передачи данных, временным разделением, частотным разделением каналов.

Сервер сети предназначен для управления сетью: заданием расписания, адаптацией скорости, хранением и обработкой принимаемых данных.

Сервер приложений собирает необходимые данные с конечных узлов и может вести удаленный контроль за их работой.

Приложения и сервисы

В основе "умного" учета лежат специализированные отраслевые сервисы, построенные на открытой сетевой архитектуре.
Приложения должны создаваться с учетом специфики отраслевых производственных процессов, таких как жизненный цикл приборов и объектов учета.

Жизнеспособные решения формируют компании, работающие на стыке передовых отраслевых технологий и IT-разработок.

Решения НПО КАРАТ для коммунальной энергетики

НПО КАРАТ разработано решение для коммунальной энергетики - облачная платформа ЭНЕРГОКАБИНЕТ.
В сочетании технологии LoRaWAN и облачного сервиса ЭНЕРГОКАБИНЕТ с легкостью внедряются решения Интернета вещей для ресурсоснабжающих организаций, управляющих компаний. С минимумом затрат проводится организация учета энергоресурсов и контроля работы оборудования.

Платформа учета ЭНЕРГОКАБИНЕТ предназначена:

для выполнения и сопровождения технологических процессов при организации учета энергоресурсов;
обеспечения потоков данных о потреблении энергоресурсов (вода, тепло, газ, электроэнергия);
хранения архивов данных;
предоставления санкционированного доступа к данным и получения коммерческих и аналитических отчетов.