Smart Metering, Smart Agriculture, Asset Tracking: Welche Kategorie passt zu meinem Projekt und wie wähle ich ein Modul aus?

Die Anwendungsszenarien für die LoRa-Technologie in Indien sind vielfältig, doch unterschiedliche Anwendungen stellen sehr unterschiedliche Anforderungen an die Module. Legt Ihr Projekt Wert auf extrem lange Standby-Zeiten, extrem große Reichweiten oder globale Tracking-Funktionen?

Dieser Artikel konzentriert sich auf drei wichtige Anwendungsszenarien, um Ihnen dabei zu helfen, festzustellen, zu welcher Kategorie Ihr Projekt gehört, und das am besten geeignete LoRa-Modul auszuwählen .

Smart Metering und industrielle Anwendungen – Der Kern liegt in „Langlebigkeit“ und „Durchdringung“

Was sind die größten Herausforderungen bei Projekten wie intelligenten Wasser- und Stromzählern? Erstens muss die Batterie 10 bis 15 Jahre halten. Zweitens muss sie in der Lage sein, Daten aus signaltoten Zonen wie Kellern und Metallschränken zu übertragen.

Wie erreicht man eine ultralange Standby-Zeit?

Der Schlüssel liegt im Ruhestrom des Moduls. Module wie das LoRa-STM32WLE5  können einen Ruhestrom von unter 1µA erreichen, was für eine Batterielebensdauer von zehn Jahren von grundlegender Bedeutung ist.

Wie kann die Signaldurchdringung sichergestellt werden?

Dies hängt von der Empfangsempfindlichkeit ab. Eine Spitzenempfindlichkeit von -141 dBm bis -148 dBm bedeutet, dass das Modul sehr schwache Signale „hören“ kann.

Besonderer Hinweis: Bei Großprojekten mit Hunderttausenden von Geräten ist die Stabilität der Modul-Firmware noch wichtiger als die Hardware-Spezifikationen. Die Kosten für die Entsendung von Personal zur Wartung vor Ort sind extrem hoch. Daher spart die Wahl eines Moduls mit umfassender Erfahrung im Großeinsatz und ausgereifter Software Kosten für zukünftigen Betrieb und Wartung.

Intelligente Landwirtschaft – Wie kann man möglichst große Ackerflächen mit möglichst wenigen Zugangswegen abdecken?

Beim Einsatz von Sensoren in weitläufigen landwirtschaftlichen Flächen besteht das Ziel stets darin, möglichst wenige Gateways zu verwenden, um die Kosten niedrig zu halten. Um dies zu erreichen, ist die Maximierung der Kommunikationsdistanz entscheidend.

Eine sehr kosteneffiziente Strategie ist die Einführung einer asymmetrischen Architektur:

• Gateway-Seite : Wird über das Stromnetz betrieben, daher ist der Stromverbrauch weniger problematisch. Hier kann ein Hochleistungsmodul mit +33 dBm (wie das LoRa126XF30 ) verwendet werden, das wie ein Megaphon wirkt und die Reichweite maximiert.

• Sensorseite : Die Stromversorgung erfolgt über Batterien, wodurch der Stromverbrauch kritisch ist. Hier kommt ein Standard-Leistungsmodul mit +22 dBm (wie die LoRa126X-Serie ) zum Einsatz. Dadurch wird sichergestellt, dass Daten stromsparend an das Gateway übertragen werden können.

Dieser Ansatz garantiert sowohl die Abdeckung als auch verlängert die Batterielebensdauer einer großen Anzahl von Sensoren.

Asset Tracking – Wie erreicht man eine „Always-On Global“-Konnektivität?

Die Verfolgung von Vermögenswerten im internationalen Versand (z. B. die Verfolgung eines Containers) ist komplex, da sich der Vermögenswert überall befinden kann – einige Orte verfügen über terrestrische LoRaWAN-Netzwerke, während andere überhaupt keine Bodenabdeckung haben.

Was ist die Lösung? Die Antwort ist die Wahl eines integrierten All-in-One-Moduls, beispielsweise auf Basis des Semtech LR1121-Chips. Dieser Chip ist ein stromsparender LoRa-Transceiver mit großer Reichweite, der mehrere Frequenzbänder unterstützt und verschiedene Verbindungsmethoden auf einer einzigen Hardwareplattform ermöglicht:

• Sub-GHz-LoRa : Unterstützt das 150–960-MHz-Band für den Zugriff auf lokale terrestrische LoRaWAN-Netzwerke.

• 2,4 GHz LoRa : Nutzt das weltweit verfügbare ISM-Band für die Bodenkommunikation ohne regionale Einschränkungen.

• S-Band LoRa : Unterstützt die Uplink-Kommunikation mit Satellitenkonstellationen in niedriger Erdumlaufbahn (LEO) unter Verwendung des LoRa-Protokolls (z. B. Lacuna Space, EchoStar Mobile usw.). Dies ermöglicht Konnektivität in Gebieten ohne terrestrische Netzwerke, wie Ozeanen und Wüsten – vorausgesetzt, es gibt dort eine kompatible Satellitendienstabdeckung.

• Positionierungsfunktion : Das Modul bietet Schnittstellen für GNSS- und Wi-Fi-Scanning (z. B. MAC-Adress-Sniffing), um Standortinformationen zu erhalten, erfordert jedoch externe Antennen und die entsprechende Schaltung.

Dieses integrierte Design reduziert den Bedarf des Systems an mehreren separaten HF-Frontends, trägt zur Senkung der Stücklistenkosten bei und vereinfacht den HF-Zertifizierungsprozess. Durch die dynamische Auswahl der Kommunikationsverbindung (z. B. Priorisierung terrestrischer Netzwerke und Aktivierung der Satellitenverbindung nur bei Bedarf) kann zudem der Gesamtstromverbrauch optimiert werden.