Eigenschaften und Vorteile von LoRa Gateway + LoRa-Knoten

Das LoRa-Gateway dient als Gerät, das Endgeräte mit dem LoRaWAN-Netzwerk verbindet und dafür verantwortlich ist, Daten von mehreren LoRa-Basisstationen zu sammeln und an die Cloud zu übertragen. Es sammelt von LoRa-Knoten übermittelte Nachrichten und leitet sie an LoRaWAN-Server weiter, wodurch die Kommunikation von Geräten mit der Cloud erleichtert wird.

Gateways übernehmen in der Regel die Paketweiterleitung, Verschlüsselung/Entschlüsselung und die Kommunikation mit LoRaWAN-Servern.

Der Kühlkörper am LoRa-Gateway sorgt für einen stabilen Betrieb innerhalb eines sicheren Temperaturbereichs, wodurch die Lebensdauer des Geräts verlängert und Leistung und Zuverlässigkeit verbessert werden.

LoRa-Gateway-Chip

LoRaWAN 1301 ist ein kompaktes LoRaWAN-Gateway-Frontend-Modul mit SPI-Schnittstelle, das von RAKwireless eingeführt wurde. Dieses Modul nutzt den SX1301-Chip, ein Standarddesign von Semtech, und verfügt über einen integrierten TCXO-Quarzoszillator. Es wurde speziell für LoRaWAN-Gateways entwickelt.

Eigenschaften von SX1301 :

Mehrkanalverarbeitungsfähigkeit: Unterstützt die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer LoRa-Signalkanäle, bis zu 8 unabhängige Kanäle.

Hohe Integration: Integriert 8 rauscharme Verstärker (LNAs), 8 Bandbreitenfilter (BPFs) und 1 digitalen Basisbandprozessor (BBP) auf einem einzigen Chip und realisiert so eine Mehrkanal-LoRa-Empfangsfunktion.

Geringer Stromverbrauch: Entwickelt mit geringem Stromverbrauch, geeignet für den Langzeitbetrieb in Szenarien mit geringem Stromverbrauch.

Hohe Empfindlichkeit: Verfügt über eine ausgezeichnete Empfängerempfindlichkeit und ermöglicht eine zuverlässige Kommunikation in Umgebungen mit großer Reichweite und schwachen Signalen.

Entwicklungsunterstützung: Bietet umfassende Software- und Hardwareunterstützung und erleichtert die Entwicklung und Bereitstellung von LoRaWAN-Gateway-Geräten.

Eigenschaften von SX1302:

Höhere Integration: Im Vergleich zum SX1301 sind mehr Funktionsmodule integriert, darunter 12 Kanalverarbeitungseinheiten (CHPUs), 2 Haupttakteinheiten (MCUs) und 1 digitale Signalverarbeitungseinheit (DSPU).

Unterstützung für mehr Kanäle: Kann bis zu 16 unabhängige LoRa-Signalkanäle unterstützen und bietet so einen höheren Datendurchsatz und eine höhere Netzwerkkapazität.

Kompatibilität: Abwärtskompatibel mit SX1301-Schnittstellen und -Protokollen, wodurch die Kompatibilität mit der vorhandenen LoRaWAN-Infrastruktur gewährleistet ist.

Verbesserte Störfestigkeit: Verfügt über eine stärkere Störfestigkeit und sorgt so für eine stabilere Kommunikationsleistung in komplexen drahtlosen Umgebungen.

Programmierbarkeit: Bietet eine bessere Programmierbarkeit und ermöglicht Entwicklern die Anpassung und Optimierung entsprechend spezifischer Anwendungsanforderungen.

Integrierter Temperatursensor: Der im SX1302 integrierte Temperatursensor spielt eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung eines stabilen Chipbetriebs und der Verbesserung der Systemzuverlässigkeit.

LoRa nutzt mehrere Spreizfaktoren (SF) zur Modulation von Signalen und ermöglicht so die orthogonale Decodierung von Signalen mit unterschiedlichen Spreizfaktoren auf demselben Kanal. Das Gateway stellt über Standard-IP eine Verbindung zum Netzwerkserver her und Terminals kommunizieren über Single-Hop-Kommunikation mit einem oder mehreren Gateways. Die gesamte Terminalkommunikation erfolgt bidirektional und das System unterstützt auch Funktionen wie Over-the-Air-Software-Upgrades.

Wer würde LoRa-Gateways verwenden?

LoRa-Gateways sind aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile weit verbreitet und finden Anwendung in verschiedenen Sektoren wie Unternehmen, großen Fabriken, intelligenter Landwirtschaft, Fernablesung von Zählern, intelligenten Schachtabdeckungen, Rohrgalerien, Bürogebäuden, intelligenten Inspektionen, intelligenten Häusern und intelligenten Straßenlaternen , intelligente Heizung und mehr.

Hier sind die Szenarien, die für den Einsatz von LoRa-Gateways geeignet sind:

Begrenzte Reichweite bei Netzwerkszenarien mit mehreren Geräten und Sensoren, z. B. Personalpositionierung in Fabriken mit Tausenden von Knoten.

Weitläufige Gebiete, in denen die Geräte weit voneinander entfernt sind und weder kabelgebundene noch drahtlose Weitverkehrsnetze den Anforderungen gerecht werden können, wie etwa eine intelligente Landwirtschaft mit großen Entfernungen zwischen den Feldern.

Szenarien mit unbequemer Stromversorgung und Wartung, wie z. B. die Ablesung intelligenter Zähler, bei denen die Knoten dicht verteilt sind und es schwierig ist, Wasser- und Gaszähler mit Strom zu versorgen, und der Batteriewechsel unpraktisch ist.

Szenarien mit starken Interferenzen, die jedoch eine drahtlose Kommunikation erfordern, z. B. Bürogebäude und Rohrgalerien, in denen die drahtlose Kommunikation häufig und die Interferenzen hoch ist und die Kosten für die Verkabelung mehrerer Knoten hoch sind.

Verschiedene andere Bereiche, die eine drahtlose lokale Netzwerkkommunikation erfordern, wie z. B. Smart Homes, Schachtabdeckungen, Straßenlaternen, Heizungsanlagen usw.

Was ist ein LoRa-Knoten:

Ein LoRa-Knoten ist ein drahtloses Endgerät, das mit dem LoRaWAN-Netzwerk verbunden ist. Dabei kann es sich um verschiedene Arten von Geräten wie Sensoren, Schalter, Alarme usw. handeln. Diese Knoten übertragen Daten über das LoRaWAN-Netzwerk an die Cloud oder andere Server.

Ein LoRa-Gateway fungiert als Brücke zwischen den Knoten und der Cloud. Es empfängt Daten von den Knoten und übermittelt sie an das LoRaWAN-Netzwerk. Darüber hinaus kann das Gateway Anweisungen vom Netzwerk empfangen und an die Knoten zurücksenden.