LoRaWAN이 장거리 저전력 IoT 추적에 가장 적합한 선택인 이유

2024년 10월 12일
사물인터넷 사례 연구

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사물인터넷 사례 연구

소개

사물인터넷(IoT)의 등장으로 자산 추적 방식이 혁신적으로 변화했으며, 혁신적인 가능성을 열어주었습니다. 솔루션 자원을 효과적으로 모니터링하고 관리하기 위해 다양한 연결 기술 중에서, 로라완 장거리 광역 네트워크(LRWAN)는 공장, 항만, 캠퍼스, 주차장, 병원, 심지어 국가 차원의 추적 프로젝트에도 최적의 선택으로 주목받고 있습니다. 본 논문에서는 장거리 광역 네트워크의 장점을 살펴봅니다. 로라완, 특히 주차장, 공장, 창고 또는 가축 추적과 같은 상황에서 유용하며, 이러한 용도에 가장 적합한 연결 기술인 이유를 보여줍니다.

LoRaWAN의 장점

LoRaWAN, 장거리 커버리지

LoRaWAN 기술 수 킬로미터에 달하는 광범위한 커버리지 기능으로 유명합니다. 이는 건물, 개방된 공간, 외딴 지역 등 넓은 지역에 차량이 흩어져 있는 주차장에서 특히 유용합니다. 장거리 커버리지 기능 덕분에 추적 장치가 차량과 효과적으로 통신할 수 있습니다. 게이트웨이, 위치에 관계없이.

Lansitec 배지 추적기 통신 거리:
· 게이트웨이와 추적기 사이에 몇 개의 건물과 숲이 있는 SF9에서 5km 거리입니다.
· 19km @SF9. 게이트웨이는 해안가에 있는 30m 높이의 건물에 있고, 추적 장치는 선박에 있습니다.

태양광 블루투스 게이트웨이:
· 게이트웨이와 추적기 사이에 몇 개의 건물과 숲이 있는 SF9에서 3km 거리.

SF를 10, 11, 12로 늘리면 거리가 더 멀어질 수 있습니다.
더 자세히 알아보려면 로라완 보장 범위에 대한 자세한 내용은 "를 참조하십시오."“IoT에서 LoRaWAN 범위에 영향을 미치는 요소는 무엇입니까??”

장거리 커버리지 기능은 다음과 같은 특징을 갖습니다. 로라완 다음과 같은 추적 프로젝트에 이상적입니다:
· 딜러 주차장에서의 차량 및 열쇠 추적
· 해상 어부 및 근로자 추적

LoRaWAN, 저전력 소모

중요한 장점 중 하나는 로라완 가장 큰 장점은 낮은 전력 소비량입니다. 이러한 장치를 사용하는 기기는 로라완 이 제품은 한 번의 충전 또는 소형 비충전식 배터리 하나로 장시간 작동할 수 있어, 잦은 배터리 교체가 비실용적인 추적 애플리케이션에 매우 중요합니다. 이러한 기능은 유지 보수 비용을 절감하고 인력, 차량 및 자산을 중단 없이 지속적으로 모니터링할 수 있도록 보장합니다.

셀룰러 네트워크에 비해 TX 및 RX 전류가 낮으므로 배터리 출력에 대한 요구 사항도 줄어들어 배터리 옵션이 더 많아집니다.

MCU: nRF52832
로라 RF: SX1262
SF9
데이터 크기: 9바이트
확인된 메시지
시스템 평균 TX 전류: 110.78mA
시스템 평균 RX 전류: 4.97mA
총 전력 소비량: 16.01mC, 0.00445mAh

LoRaWAN, 비용 효율성

로라완 이 기술은 자산 추적을 위한 경제적인 솔루션입니다. 고가의 인프라가 필요하지 않아 예산이 제한적인 모든 프로젝트에서 활용할 수 있습니다. 또한 전 세계적으로 무료로 사용 가능한 ISM 대역을 사용하기 때문에 누구나 자체 LPWAN을 구축할 수 있습니다.

로라완 배터리 교체 횟수 최소화, 다양한 기능 등 운영 비용이 낮습니다. 로라완 게이트웨이 다양한 비용의 네트워크 서버(NS)와 낮은 데이터 전송 요금으로 비용 효율성이 더욱 향상됩니다. 로라완 게이트웨이 내장 네트워크 서버가 있어 소규모 프로젝트에 적합합니다.

또한, LoRa Alliance의 기기 제조업체, NS, APP 공급업체 등 다양한 공급업체에 대한 추가 옵션을 찾아 솔루션을 최적화할 수 있습니다.

LoRaWAN 네트워크 옵션

중요한 이점 중 하나는 로라완 누구나 온프레미스 또는 클라우드 기반 시스템을 구축할 수 있다는 것입니다. 로라완 LoRaWAN은 다양한 프로젝트를 위한 네트워크를 제공합니다. 사용자는 개인 네트워크 외에도 프랑스, 벨기에, 네덜란드와 같은 국가의 기존 전국 네트워크를 활용할 수 있습니다. 이러한 기존 네트워크는 LoRaWAN 지원 장치에 포괄적인 커버리지와 인프라를 제공합니다.

더욱 분산화된 접근 방식을 원하는 사람들에게 Helium은 흥미로운 대안을 제시합니다. Helium의 네트워크는 전 세계적으로 운영되며, 개별 사용자가 관리하는 분산형 핫스팟 네트워크를 기반으로 합니다. 이러한 분산형 모델은 더 넓은 커버리지와 뛰어난 유연성을 제공하여 전 세계 IoT(사물 인터넷) 애플리케이션에 매력적인 선택이 될 것입니다.

위성 기반 로라완 통신 기술은 가축, 차량 및 컨테이너를 추적하는 또 다른 방법을 제공합니다. 이 기술에는 몇 가지 고유한 기능이 포함되어 있습니다.

로라완 전 세계 서비스 범위: 위성 연결은 다음을 보장합니다. 로라완 기기들은 지상 네트워크 인프라가 제한적인 외딴 지역이나 농촌 지역을 포함하여 지구상의 사실상 모든 곳에서 통신할 수 있습니다.

로라완 확장성: 로라완 위성 네트워크는 많은 수의 장치를 수용할 수 있으므로 대규모 IoT 구축에 적합합니다.

로라완 비용 효율적: 로라완 위성 솔루션 기존 위성 통신 기술보다 비용 효율적인 대안을 제공하는 경우가 많습니다.

로라완 신뢰할 수 있음: 위성 통신은 까다로운 환경에서도 높은 수준의 신뢰성과 탄력성을 제공합니다.

사용자는 (추가적으로) P2P 통신도 사용할 수 있습니다. 로라완(어부 경보 및 추적 시스템처럼 소수의 기기와 단순화된 네트워크만 필요한 경우에 적합합니다.).
그래서, 로라완 이 네트워크는 유연하여 선원과 어부를 추적하는 선박처럼 작은 규모부터 전국적인 규모까지 다양하게 활용될 수 있습니다. 컨테이너, 팔레트, 및 임대 자산.

LoRaWAN 네트워크 용량

그만큼 LoRaWAN 네트워크 용량 대부분의 모니터링 시스템에서는 보고 빈도가 몇 분에서 몇 시간으로 낮거나 이벤트에 의해 트리거될 수 있기 때문에 문제가 되지 않습니다. 그러나 추적 프로젝트에서는 사용자가 자산이나 인력을 몇 초에서 몇 분 간격으로 추적해야 합니다.

예 1:

GNSS 추적기: 750개
보고 간격: 5분
데이터 크기: 9바이트
SF7, 로라완 게이트웨이 용량률은 3.6%입니다.
SF8, 로라완 게이트웨이 용량률은 7%입니다.
SF9, 로라완 게이트웨이 용량률은 14%입니다.

네트워크 용량을 극대화하고 패키지 손실을 최소화하려면 용량 비율을 15%보다 낮게 유지하는 것이 좋습니다.

예 2:

GNSS 추적기: 50개
보고 간격: 15초
데이터 크기: 9바이트
SF7, 로라완 게이트웨이 용량률은 5%입니다.
SF8, 로라완 게이트웨이 용량률은 10%입니다.
SF9, 로라완 게이트웨이 용량률은 20%입니다.

자세한 네트워크 용량 평가는 "8채널"을 참조하십시오. LoRaWAN 네트워크 용량 평가”, PN: 511-00054.

예시 1과 2에서 알 수 있듯이, 용량은 로라완 네트워크 용량은 게이트웨이 밀도에 따라 결정됩니다. 확산 계수(SF), 데이터 크기 및 대역폭은 단일 게이트웨이 네트워크의 용량을 결정합니다. 또한 통신 채널을 추가하여 네트워크 용량을 확장할 수 있습니다. EU868에서는 업링크 채널을 8개에서 16개로, US915, AU915 및 CN470에서는 8개에서 16개 이상(최대 64개)으로 확장할 수 있습니다. 게이트웨이를 추가하는 것 또한 용량 확장에 도움이 됩니다. 로라완 게이트웨이.

을 위한 블루투스 게이트웨이 그리고 센서 정적인 데이터 전송 속도를 유지하려면 적응형 데이터 전송률(ADR) 메커니즘을 사용하는 것이 필수적입니다. ADR의 주요 목표는 배터리 전력을 절약하는 것입니다. 로라완 엔드 노드. 게이트웨이에 가장 가까운 엔드 노드는 가장 낮은 확산 계수를 사용하여 전송하므로 무선 통신 시간이 최소화되고 배터리 수명이 연장됩니다. 거리가 멀어질수록 전송 효율이 높아집니다. 센서 더 높은 확산 계수로 전송합니다. 배터리 전력과 전송 거리 사이에는 상충 관계가 있는데, 확산 계수가 높을수록 게이트웨이가 더 멀리 있는 장치에 연결할 수 있기 때문입니다.

하지만 이동형 추적기의 경우, 다양한 거리에서 이동하면서 전력을 절약하기 위해 고정 데이터 전송률을 사용하는 것이 더 좋습니다. 로라완 게이트웨이. 고정 데이터 전송률은 모바일 기기의 안정적인 통신을 유지해줍니다. 즉, 추적기.

LoRaWAN 로밍 및 모빌리티

~ 안에 로라완, 종단 노드는 특정 게이트웨이에 연결되지 않습니다. 대신, 노드에서 전송된 데이터는 일반적으로 여러 게이트웨이에서 수신됩니다. 게이트웨이 메시지는 중앙 네트워크 서버로 전달되고, 서버에서 검증을 거쳐 안전하게 앱으로 전송됩니다. 네트워크 관리 서버는 지능적이고 복잡한 처리를 담당하며, 수신된 중복 패킷을 필터링하고, 보안 검사를 수행하고, 최적의 게이트웨이를 통해 확인 응답을 예약하고, 적응형 데이터 전송 속도를 적용하는 등의 작업을 수행합니다. 노드가 이동 중이거나 모바일 환경인 경우, 게이트웨이 간 제어권 이동이 필요 없으므로 자산 추적 애플리케이션에 매우 유용한 기능입니다.

LoRaWAN 고보안

추적 프로젝트, 특히 민감한 데이터를 다룰 때는 보안이 최우선 과제입니다. 로라완 기기 간 데이터 전송을 안전하게 보호하기 위해 AES-128과 같은 강력한 암호화 표준을 사용합니다. 게이트웨이 이 시스템은 안전하게 보호되며 무단 접근으로부터 안전합니다. 이러한 높은 수준의 보안은 추적 정보의 무결성과 기밀성을 유지하는 데 필수적입니다.

LoRaWAN 페이로드 크기, 데이터 전송 속도 및 지연 시간

로라완 이 프로토콜은 최대 11~242바이트(주파수 대역 및 확산 계수에 따라 다름)의 애플리케이션 페이로드, 255bps~50kbps의 데이터 전송률, 그리고 RECEIVE_DELAY 설정에 따라 일반적으로 초 단위로 측정되는 지연 시간을 제공하는 다용도 데이터 전송 프로파일을 제공합니다. 이러한 매개변수가 모든 면에서 NB-IoT, CAT-M 또는 Cat-1 프로토콜을 항상 능가하지는 않지만, 많은 추적 애플리케이션에 적합합니다.

LoRaWAN 사례 연구 및 실제 구현

딜러 주차장의 자동차와 열쇠

Lansitec B-Mobile® 솔루션 결합하다 블루투스 비콘, 그리고 블루투스 게이트웨이 로라완 차량과 열쇠 추적 기능을 원활하게 제공합니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.

블루투스 비콘: 이 작은 장치는 열쇠에 부착하거나 백미러에 달아서 자신의 존재를 지속적으로 알릴 수 있습니다.

블루투스 게이트웨이전략적으로 배치됨 블루투스 게이트웨이 이것들을 감지하세요 비콘 사정거리 안에 들어오면. 이들은 게이트웨이 그런 다음 비콘 데이터(주요 신호, 보조 신호, 배터리 상태 및 RSSI)를 전송합니다. 로라완 네트워크.

로라완넓은 범위와 낮은 전력 소모로 추적 기능을 제공합니다. 도심 지역에서는 최대 5km, 교외 지역에서는 20km 이상까지 추적이 가능합니다., 로라완 게이트웨이 넓은 지역을 커버합니다. 처프 확산 스펙트럼 변조는 간섭에 대한 복원력을 보장합니다.

이익

향상된 고객 경험: 실시간 추적을 통해 감사 및 상호작용 중에 고객 서비스가 향상됩니다.

블루투스 비콘 긴 배터리 수명: 블루투스 비콘 5년 이상 지속될 수 있어 지속적인 추적을 보장합니다.

태양광 블루투스 게이트웨이: 그만큼 블루투스 수신 블루투스 게이트웨이를 통해 주변 신호를 지속적으로 수신할 수 있습니다. 비콘 그리고 보고하세요 로라완 즉시 사용 가능합니다. 낮은 전력 소비량 덕분에 블루투스 게이트웨이는 유지 보수가 필요 없습니다.

컨테이너 추적

사용자는 배포할 수 있습니다 로라완 게이트웨이 섬과 섬 사이의 항구, 공장 및 창고에 원활한 연결성을 제공합니다.

컨테이너 추적: 랜시텍 LoRaWAN 컨테이너 추적기 섬 간 운송 중 실시간 가시성을 제공합니다. 선박, 트럭, 창고 등 어디에 있든 컨테이너의 위치를 항상 파악할 수 있습니다.
이것들을 첨부하세요 추적기 공장 및 창고 내 팔레트, 기계 또는 기타 자산에 대한 이동을 모니터링하고, 작업 흐름을 최적화하며, 손실이나 도난을 방지합니다.

기계 사용 모니터링: 장비 사용 패턴을 추적하고, 유휴 장비를 파악하거나 작동 중 이상을 감지합니다.

자산 관리: 공구, 예비 부품 또는 귀중한 재고품 등 무엇이든 이 추적기는 블루투스를 통해 자산 관리를 간소화하고 정보를 전송합니다. 로라완.

근로자 추적

Lansitec 배지 추적기와 헬멧 센서는 건설 현장, 석유 플랫폼 또는 해상 풍력 발전소에서 근로자를 추적하는 데 사용할 수 있습니다.

배지 추적기

Lansitec 배지 추적기는 GNSS를 기반으로 설계되었습니다., 블루투스 5.0 LoRa 기술을 지원하며 실내외 추적이 가능합니다. 이 배지는 주로 인력 및 자산 관리에 사용됩니다.
내장된 3축 가속기는 단말기의 동작 상태를 파악하는 데 사용될 수 있습니다. 이를 통해 배터리 절약과 사용자 경험 향상에 도움이 될 수 있습니다.

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헬멧 센서

Lansitec 헬멧 센서는 GNSS, 블루투스 5.0을 기반으로 설계되었습니다. LoRaWAN 기술. 실내 및 실외 추적을 지원합니다.
산업 환경에서 쉬운 관리에 기여하는 다양한 기능을 지원합니다. 내장된 3축 가속기는 단말기의 동작 상태를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 따라서 배터리를 절약하고 사용자 경험을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

제품보기

UWB 고정밀 추적

로라완 UWB 고정밀 추적 시스템에서 데이터 동기화 및 전송에 사용할 수 있습니다. 20~30m 간격으로 배치된 앵커는 저전력 소모라는 장점 덕분에 배터리로 5년 이상 작동할 수 있습니다. 로라완. 추적기 ~와 함께 로라완 그리고 UWB는 거리 정보를 전달합니다. 로라완 서버가 자신의 위치를 계산하기 위한 게이트웨이입니다.
이 LoRaWAN 기반 UWB 추적 솔루션에서는 앵커와 추적기 배터리로 작동되므로 배포 및 유지 관리 노력이 크게 줄어듭니다.

LoRaWAN 기반 UWB 추적 솔루션에 대한 자세한 정보를 얻으려면 언제든지 저희에게 문의하세요.

결론

로라완 장거리 커버리지, 낮은 전력 소비, 비용 효율성 및 높은 보안성 덕분에 지역 추적 프로젝트에 가장 적합한 연결 기술로 부상하고 있습니다. 로라완, 주차장, 항만, 병원, 건설 현장 등은 자산을 효과적으로 모니터링하고 관리하여 보안 및 운영 효율성을 향상시킬 수 있습니다.