LoRaWANi platvorm, oma võrk.

Mis on LoRaWAN?

LoRaWAN on pika levi ja väikese energiatarbega raadiosidevõrk patareitoitel seadmetele, mis saadavad suhteliselt väikeseid andmemahtusid. Euroopas töötab see peamiselt litsentsivabas 868 MHz sagedusalas, mistõttu seadmed ise ei vaja SIM-kaarti ega mobiilside kuutasu. Gateway’d saad paigaldada sinna, kus neid vaja on, ja seetõttu on ka võrgu leviala sinu enda kontrolli all.

Heasse asukohta paigaldatud gateway võib tihedas linnakeskkonnas kuulda seadmeid mitme kilomeetri kauguselt ning avatud maastikul võib levi ulatuda üle kümne kilomeetri. Kuna seadmed suhtlevad harva ja väga väikeste andmemahtudega, võib näiteks arvesti või anduri patarei vastu pidada 10–15 aastat.

Mõõtmise ja seire jaoks on seda kombinatsiooni raske ületada. Veearvesti, kaevu tasemeandur ja tänavavalgustuse kontroller võivad kasutada sama võrku, samu gateway’sid ja sama haldusplatvormi. Näiteks Askeri omavalitsuses on üle 20 000 vee- ja energiaarvesti, mis kasutavad LoRaWAN-i ja wM-Busi, Hamar ja Ringsaker aga kasutavad ühist LoRaWAN-võrku 25 000 ultraheli-veearvesti ühendamiseks.

Kuidas see Divakos töötab

1. Seade. Arvesti või andur seadistatakse oma võtmetega – enamasti kasutatakse OTAA-d ning ABP-d seal, kus seade või püsivara seda veel nõuab. Seadmed imporditakse EUI, CSV või API kaudu ning iga seade seotakse Divako teegis oleva seadmeprofiiliga. Nii teab platvorm juba enne esimest uplinki, kuidas saabuvat payload’i tõlgendada.
2. Võrk. Seade saadab 868 MHz sagedusalas lühikese uplinki. Kõik gateway’d, mis sõnumit kuulevad, edastavad selle võrguserverile. Võrguserver eemaldab duplikaadid, kontrollib frame counter’it ja edastab edasi ühe sõnumi koos sidekvaliteedi infoga. Divako võib hallata võrguserverit ise või võtta liikluse vastu olemasolevast ChirpStacki instantsist.
3. Platvorm. Payload dekodeeritakse seadmeprofiili järgi ja ühtlustatakse: iga mõõtmisega liiguvad kaasa väärtus, ühik, ajatempel, kvaliteet ja metaandmed. Samuti salvestatakse gateway info, RSSI ja SNR, et nõrgenevat sideühendust oleks võimalik märgata juba enne, kui seade täielikult ühenduse kaotab.
4. Analüüs. Tarbimist, tasemeid ja seadmete häireid analüüsitakse vastavalt seadmetüübile. Lekke, torupurunemise, tagasivoolu, manipuleerimise ja külmumisohu teavitused saab suunata e-posti, webhooki, MQTT-sse või olemasolevasse intsidendihaldussüsteemi.
5. Liidestus. Samad mõõteandmed saab edasi saata REST API, MQTT, webhookide või SFTP kaudu. Lisaks on Divakol valmisliidestused arveldussüsteemidega, nagu Komtek ja Gemini, ning andmeid saab edastada ka SCADA- ja ERP-süsteemidesse.

Millele tähelepanu pöörata

• Join-tsükli põhjus ei pruugi olla raadiosides. Kui OTAA-seade üritab liituda DevNonce’iga, mida võrguserver ei aktsepteeri, võib seade jääda korduvasse liitumistsüklisse isegi siis, kui raadioside ja levi töötavad korralikult. Eriti tasub seda kontrollida pärast seadme lähtestamist, püsivara vahetust või riistvara asendamist. DevNonce’i olekut tuleb taastada või lähtestada vastavalt seadme ja võrguserveri LoRaWAN-i versioonile ning turvareeglitele.
• Levikaart ei näita tingimata levi tegelikus paigalduskohas. Keldris, betoonšahtis või metallist luugi all paiknev arvesti võib kaotada viimase paari meetriga rohkem signaali kui eelneva mitme kilomeetri jooksul. Planeeri gateway’d selle järgi, kus seadmed päriselt asuvad, ning kontrolli pärast paigaldust RSSI-d ja SNR-i tegelikes töötingimustes.
• ADR ei asenda korralikku võrguplaneerimist. Adaptive Data Rate aitab optimeerida seadme andmekiirust ja saatevõimsust vastavalt side kvaliteedile, kuid ei paranda puudulikku leviala. Kui suur osa seadmepargist töötab pidevalt kõrge spreading factor’iga, tasub üle vaadata gateway’de asukohad ja võrgu katvus, mitte ainult seadmete seadistus.
• Saatmisintervall mõjutab patarei eluiga väga palju. Kord tunnis andmeid edastav seade ja iga viie minuti järel saatev seade võivad sama patarei puhul olla täiesti erineva elueaga. Lisaks mõjutavad energiakulu spreading factor, saatevõimsus, kordussaated, downlink’id ja seadme enda elektroonika. Saatmisintervall tasub määrata kasutusjuhtumi järgi ning vajadusel muuta seda ajutiselt downlink’i kaudu, kui mõne perioodi kohta on vaja detailsemat pilti.