บ้าน - เหตุใด LoRaWAN จึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการติดตาม IoT ระยะไกลและใช้พลังงานต่ำ

เหตุใด LoRaWAN จึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการติดตาม IoT ระยะไกลและใช้พลังงานต่ำ

ตุลาคม 12, 2024
กรณีศึกษา IoT

ตุลาคม 12, 2024
กรณีศึกษา IoT

การแนะนำ

การถือกำเนิดของอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง (IoT) ได้ปฏิวัติการติดตามทรัพย์สิน ด้วยการนำเสนอโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมใหม่เพื่อตรวจสอบและจัดการทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ ในบรรดาเทคโนโลยีการเชื่อมต่อที่มีอยู่มากมาย LoRaWAN (เครือข่ายระยะไกลและกว้าง) ถือเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโรงงาน ท่าเรือ วิทยาเขต ลานจอดรถ โรงพยาบาล และแม้แต่โครงการติดตามทั่วประเทศ บทความนี้จะสำรวจข้อดีของ LoRaWAN โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทของการติดตามลานจอดรถ โรงงาน คลังสินค้า หรือปศุสัตว์ และแสดงให้เห็นว่าเหตุใด LoRaWAN จึงเป็นเทคโนโลยีการเชื่อมต่อที่ดีที่สุดสำหรับความพยายามดังกล่าว

ข้อดีของ LoRaWAN

LoRaWAN ครอบคลุมระยะไกล

เทคโนโลยี LoRaWAN มีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการครอบคลุมพื้นที่กว้างขวางหลายกิโลเมตร เหมาะอย่างยิ่งสำหรับลานจอดรถที่มีรถยนต์กระจายอยู่ทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่ เช่น อาคาร พื้นที่เปิดโล่ง และสถานที่ห่างไกล ความสามารถในการครอบคลุมระยะทางไกลช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ติดตามสามารถสื่อสารกับเกตเวย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าจะอยู่ที่ใดก็ตาม

ระยะทางการสื่อสารเครื่องติดตามป้าย Lansitec:
· 5 กม. @ SF9 มีอาคารและป่าไม้ไม่กี่หลังระหว่างทางเข้าและเส้นทางติดตาม
· 19 กม. @SF9 ทางเข้าอยู่บนอาคารสูง 30 เมตรบนชายฝั่ง และเครื่องติดตามอยู่บนเรือ

เกตเวย์บลูทูธพลังงานแสงอาทิตย์:
· 3 กม. @ SF9 มีอาคารและป่าไม้ไม่กี่หลังระหว่างทางเข้าและเส้นทางติดตาม

ระยะทางสามารถไกลขึ้นได้โดยการเพิ่ม SF เป็น 10, 11 หรือ 12
หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการครอบคลุมของ LoRaWAN โปรดดูที่ “ปัจจัยใดบ้างที่ส่งผลต่อระยะ LoRaWAN ใน IoT?”

คุณสมบัติการครอบคลุมระยะไกลทำให้ LoRaWAN เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการติดตามต่อไปนี้:
· การติดตามยานพาหนะและกุญแจในลานจอดรถของตัวแทนจำหน่าย
· การติดตามชาวประมงและคนงานนอกชายฝั่ง

LoRaWAN การใช้พลังงานต่ำ

ข้อดีที่สำคัญอย่างหนึ่งของ LoRaWAN คือการใช้พลังงานต่ำ อุปกรณ์ที่ใช้ LoRaWAN สามารถทำงานได้ยาวนานด้วยการชาร์จแบตเตอรี่เพียงครั้งเดียวหรือแบตเตอรี่ขนาดเล็กแบบชาร์จไฟไม่ได้เพียงก้อนเดียว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการติดตามการใช้งานที่การเปลี่ยนแบตเตอรี่บ่อยๆ ไม่สะดวก คุณสมบัตินี้ช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาและรับประกันการตรวจสอบบุคลากร รถยนต์ และทรัพย์สินอย่างต่อเนื่องโดยไม่หยุดชะงัก

กระแสไฟ TX และ RX ที่ต่ำเมื่อเทียบกับเครือข่ายเซลลูลาร์ยังช่วยลดความจำเป็นในการใช้แบตเตอรี่อีกด้วย ดังนั้นเราจึงมีตัวเลือกแบตเตอรี่มากขึ้น

ไมโครคอนโทรลเลอร์: nRF52832
ลอรา RF: SX1262
SF9
ขนาดข้อมูล: 9 ไบต์
ข้อความที่ได้รับการยืนยัน
กระแสไฟ TX เฉลี่ยของระบบ: 110.78mA
กระแส RX เฉลี่ยของระบบ: 4.97mA
การใช้พลังงานรวม: 16.01 mC, 0.00445 mAh

LoRaWAN คุ้มค่าคุ้มราคา

LoRaWAN เป็นโซลูชันราคาประหยัดสำหรับการติดตามสินทรัพย์ เทคโนโลยีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานราคาแพง ทำให้ทุกโครงการที่มีงบประมาณจำกัดสามารถเข้าถึงได้ LoRaWAN ใช้แบนด์ ISM ซึ่งใช้งานได้ฟรีทั่วโลก เพื่อให้ทุกคนสามารถสร้าง LPWAN ของตนเองได้

LoRaWAN มีต้นทุนการดำเนินงานต่ำ เช่น การเปลี่ยนแบตเตอรี่เพียงเล็กน้อย เกตเวย์ LoRaWAN และเซิร์ฟเวอร์เครือข่าย (NS) ที่หลากหลายในราคาที่แตกต่างกัน และค่าธรรมเนียมการส่งข้อมูลต่ำ ซึ่งยิ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุน เกตเวย์ LoRaWAN บางรุ่นมีเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายในตัว ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการขนาดเล็ก

นอกจากนี้ เรายังสามารถค้นหาตัวเลือกเพิ่มเติมสำหรับซัพพลายเออร์ต่างๆ รวมถึงผู้ผลิตอุปกรณ์ NS และผู้ให้บริการ APP ใน LoRa Alliance เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโซลูชันของเรา

ตัวเลือกเครือข่าย LoRaWAN

หนึ่งในข้อดีที่สำคัญของ LoRaWAN คือทุกคนสามารถสร้างเครือข่าย LoRaWAN แบบ on-premise หรือบนคลาวด์สำหรับโครงการประเภทต่างๆ ได้ นอกจากเครือข่ายส่วนตัวแล้ว ผู้ใช้ยังสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายที่มีอยู่ทั่วประเทศ เช่น ฝรั่งเศส เบลเยียม และเนเธอร์แลนด์ เครือข่ายที่จัดตั้งขึ้นเหล่านี้มอบความครอบคลุมและโครงสร้างพื้นฐานที่ครอบคลุมสำหรับอุปกรณ์ที่รองรับ LoRaWAN

สำหรับผู้ที่มองหาแนวทางแบบกระจายศูนย์มากขึ้น Helium นำเสนอทางเลือกที่น่าสนใจ เครือข่ายของ Helium ดำเนินงานในระดับโลก โดยอาศัยเครือข่ายฮอตสปอตแบบกระจายศูนย์ที่ดูแลโดยผู้ใช้แต่ละราย โมเดลแบบกระจายศูนย์นี้ช่วยให้ครอบคลุมพื้นที่ได้กว้างขึ้นและมีความยืดหยุ่นมากขึ้น จึงเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการใช้งาน IoT (Internet of Things) ทั่วโลก

การสื่อสารผ่านดาวเทียม LoRaWAN เป็นอีกหนึ่งช่องทางในการติดตามสัตว์เลี้ยง ยานพาหนะ และตู้คอนเทนเนอร์ มีคุณสมบัติพิเศษดังนี้:

ความครอบคลุมทั่วโลกของ LoRaWAN: การเชื่อมต่อผ่านดาวเทียมช่วยให้อุปกรณ์ LoRaWAN สามารถสื่อสารได้จากทุกที่บนโลก แม้แต่ในพื้นที่ห่างไกลหรือชนบทที่มีโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายภาคพื้นดินที่จำกัด

ความสามารถในการปรับขนาดของ LoRaWAN: เครือข่ายดาวเทียม LoRaWAN สามารถรองรับอุปกรณ์ได้จำนวนมาก ทำให้เหมาะกับการใช้งาน IoT ขนาดใหญ่

LoRaWAN คุ้มค่าคุ้มราคา: โซลูชันดาวเทียม LoRaWAN มักเสนอทางเลือกที่คุ้มต้นทุนมากกว่าเทคโนโลยีการสื่อสารผ่านดาวเทียมแบบดั้งเดิม

ความน่าเชื่อถือของ LoRaWAN: การสื่อสารผ่านดาวเทียมให้ความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นในระดับสูง แม้ในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย

ผู้ใช้ยังสามารถใช้การสื่อสารแบบเพียร์ทูเพียร์ (นอกเหนือจาก LoRaWAN) ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้เพียงไม่กี่อุปกรณ์และเครือข่ายที่เรียบง่าย เช่น ระบบแจ้งเตือนและติดตามชาวประมง
ดังนั้นเครือข่าย LoRaWAN จึงมีความยืดหยุ่น และสามารถติดตามได้ตั้งแต่ขนาดเล็กเท่าเรือไปจนถึงระดับประเทศ ภาชนะ, พาเลทและสินทรัพย์ให้เช่า

ความจุเครือข่าย LoRaWAN

ความจุของเครือข่าย LoRaWAN ไม่ใช่ปัญหาในระบบตรวจสอบส่วนใหญ่ เนื่องจากความถี่ในการรายงานต่ำ ตั้งแต่นาทีไปจนถึงชั่วโมง หรืออาจเกิดจากเหตุการณ์ที่กระตุ้น อย่างไรก็ตาม ในโครงการติดตาม ผู้ใช้ต้องการติดตามทรัพย์สินหรือบุคลากรตั้งแต่วินาทีไปจนถึงนาที

ตัวอย่างที่ 1:

เครื่องติดตาม GNSS: 750 ชิ้น
ระยะเวลาการรายงาน: 5 นาที
ขนาดข้อมูล: 9 ไบต์
อัตราความจุเกตเวย์ SF7, LoRaWAN คือ 3.6%
อัตราความจุเกตเวย์ SF8, LoRaWAN คือ 7%
อัตราความจุเกตเวย์ SF9, LoRaWAN คือ 14%

เพื่อเพิ่มความจุของเครือข่ายให้สูงสุดและลดการสูญเสียแพ็คเกจให้เหลือน้อยที่สุด ควรคงอัตราความจุให้น้อยกว่า 15%

ตัวอย่างที่ 2:

เครื่องติดตาม GNSS: 50 ชิ้น
ช่วงเวลาการรายงาน: 15 วินาที
ขนาดข้อมูล: 9 ไบต์
อัตราความจุเกตเวย์ SF7, LoRaWAN คือ 5%
อัตราความจุเกตเวย์ SF8, LoRaWAN คือ 10%
อัตราความจุเกตเวย์ SF9, LoRaWAN คือ 20%

สำหรับการประเมินความจุเครือข่ายโดยละเอียด โปรดดู "การประเมินความจุเครือข่าย LoRaWAN 8 ช่อง" ของเรา PN: 511-00054

จากตัวอย่างที่ 1 และ 2 จะเห็นได้ว่าความจุของเครือข่าย LoRaWAN จะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของเกตเวย์ ปัจจัยการกระจาย (Spreading Factor: SF) ขนาดข้อมูล และแบนด์วิดท์ เป็นตัวกำหนดความจุของเครือข่ายเกตเวย์เดียว นอกจากนี้ เรายังสามารถเพิ่มความจุของเครือข่ายได้โดยการเพิ่มช่องทางการสื่อสาร เช่น เพิ่มจาก 8 เป็น 16 ช่องสัญญาณอัปลิงก์ใน EU868 หรือจาก 8 เป็น 16 ช่องสัญญาณหรือมากกว่า (สูงสุด 64 ช่องสัญญาณ) ใน US915, AU915 และ CN470 นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความจุได้โดยการเพิ่มเกตเวย์ LoRaWAN เพิ่มเติม

สำหรับ เกตเวย์บลูทูธ และ เซ็นเซอร์ that are static, using an adaptive data rate (ADR) mechanism is essential. The main goal of ADR is to save the battery power of the LoRaWAN end nodes. Having the end nodes closest to a gateway transmits using the lowest spreading factor minimizes their time on air and prolongs their battery life. More distant sensors transmit at a higher spreading factor. A trade-off is made between battery power and distance, given that a higher spreading factor allows for a gateway to connect to devices that are further away

However, for a tracker that is mobile, it is better to use a fixed data rate to save power while it roams at different distances to the LoRaWAN gateway. The fixed data rate also maintains stable communication for a mobile device, i.e., ตัวติดตาม.

การโรมมิ่งและการเคลื่อนที่ของ LoRaWAN

ใน LoRaWAN โหนดปลายทางไม่ได้เชื่อมต่อกับเกตเวย์เฉพาะเจาะจง แต่ข้อมูลที่ส่งโดยโหนดมักจะได้รับจากเกตเวย์หลายตัวและส่งต่อไปยังเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายกลาง ซึ่งข้อความจะได้รับการตรวจสอบและส่งต่ออย่างปลอดภัยไปยังแอปพลิเคชัน ข้อมูลและความซับซ้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายที่จัดการเครือข่าย และจะกรองแพ็กเก็ตซ้ำซ้อนที่ได้รับ ตรวจสอบความปลอดภัย กำหนดเวลาการรับทราบผ่านเกตเวย์ที่เหมาะสม ดำเนินการปรับอัตราข้อมูล และอื่นๆ อีกมากมาย หากโหนดเคลื่อนที่หรือเคลื่อนที่ ก็ไม่จำเป็นต้องส่งการควบคุมจากเกตเวย์หนึ่งไปยังอีกเกตเวย์หนึ่ง ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญที่ทำให้แอปพลิเคชันการติดตามสินทรัพย์สามารถใช้งานได้

LoRaWAN ความปลอดภัยสูง

ความปลอดภัยถือเป็นข้อกังวลสำคัญยิ่งในโครงการติดตามใดๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องจัดการกับข้อมูลที่ละเอียดอ่อน LoRaWAN ใช้มาตรฐานการเข้ารหัสที่แข็งแกร่ง เช่น AES-128 เพื่อให้มั่นใจว่าข้อมูลที่ส่งระหว่างอุปกรณ์และเกตเวย์มีความปลอดภัยและได้รับการปกป้องจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต ความปลอดภัยระดับสูงนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาความสมบูรณ์และความลับของข้อมูลการติดตาม

ขนาดโหลด LoRaWAN อัตราข้อมูล และเวลาแฝง

LoRaWAN นำเสนอโปรไฟล์การส่งข้อมูลที่หลากหลาย รองรับปริมาณการใช้งานสูงสุด 11-242 ไบต์ (ขึ้นอยู่กับย่านความถี่และปัจจัยการกระจาย) อัตราข้อมูลตั้งแต่ 255bps ถึง 50 kbps และความหน่วงเวลาโดยทั่วไปวัดเป็นวินาที ขึ้นอยู่กับการตั้งค่า RECEIVE_DELAY) แม้ว่าพารามิเตอร์เหล่านี้อาจไม่เหนือกว่า NB-IoT, CAT-M หรือ Cat-1 ในทุกด้าน แต่ก็เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านการติดตามมากมาย

กรณีศึกษา LoRaWAN และการนำไปใช้จริง

รถยนต์และกุญแจในลานจอดรถของผู้จำหน่าย

โซลูชัน Lansitec B-Mobile® combines บีคอนบลูทูธ, and Bluetooth gateway with LoRaWAN to provide seamless cars and keys tracking capabilities. Here’s how it works:

บีคอนบลูทูธ:อุปกรณ์ขนาดเล็กเหล่านี้สามารถติดไว้กับกุญแจและแขวนไว้ที่กระจกมองหลังได้ พวกมันช่วยโปรโมตการมีอยู่ของมันอย่างต่อเนื่อง

เกตเวย์บลูทูธ: Strategically placed เกตเวย์บลูทูธ detect these beacons when they come into range. These gateways then transmit the beacon data (major, minor, battery status, and RSSI) over LoRaWAN networks.

โลราวัน:ให้การติดตามระยะไกลและใช้พลังงานต่ำ ด้วยระยะสูงสุด 5 กม. ในเขตเมือง และมากกว่า 20 กม. ในเขตชนบท เกตเวย์ LoRaWAN ครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ การมอดูเลต Chirp Spread Spectrum ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความทนทานต่อสัญญาณรบกวน

ประโยชน์

ประสบการณ์ลูกค้าที่ดีขึ้นการติดตามแบบเรียลไทม์ช่วยปรับปรุงการบริการลูกค้าในระหว่างการตรวจสอบและการโต้ตอบ

บลูทูธบีคอน อายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนาน:บีคอนบลูทูธสามารถใช้งานได้นานกว่า 5 ปี ช่วยให้ติดตามได้อย่างต่อเนื่อง

เกตเวย์บลูทูธพลังงานแสงอาทิตย์: ตัวรับสัญญาณบลูทูธบนเกตเวย์บลูทูธสามารถรับสัญญาณบีคอนใกล้เคียงได้อย่างต่อเนื่องและรายงานไปยัง LoRaWAN ได้ทันที การใช้พลังงานต่ำช่วยให้เกตเวย์บลูทูธไม่ต้องบำรุงรักษา

การติดตามตู้คอนเทนเนอร์

ผู้ใช้สามารถปรับใช้เกตเวย์ LoRaWAN บนพอร์ตระหว่างเกาะ โรงงาน และคลังสินค้าเพื่อให้เชื่อมต่อได้อย่างราบรื่น

การติดตามคอนเทนเนอร์: แลนซิเทค ตัวติดตามคอนเทนเนอร์ LoRaWAN มอบการมองเห็นแบบเรียลไทม์ระหว่างการขนส่งระหว่างเกาะต่างๆ คุณจะรู้เสมอว่าตู้คอนเทนเนอร์ของคุณอยู่ที่ไหน ไม่ว่าจะอยู่บนเรือ รถบรรทุก หรือในลานเก็บสินค้า
ติดตั้งอุปกรณ์ติดตามเหล่านี้เข้ากับพาเลท เครื่องจักร หรือทรัพย์สินอื่นๆ ในโรงงานและคลังสินค้า ติดตามการเคลื่อนไหว เพิ่มประสิทธิภาพเวิร์กโฟลว์ และป้องกันการสูญหายหรือการโจรกรรม

การตรวจสอบการใช้งานเครื่องจักร: ติดตามรูปแบบการใช้งานอุปกรณ์ ระบุเครื่องจักรที่ไม่ได้ใช้งานหรือตรวจจับความผิดปกติในการทำงาน

การจัดการสินทรัพย์: ไม่ว่าจะเป็นเครื่องมือ ชิ้นส่วนอะไหล่ หรือสินค้าคงคลังที่มีค่า ตัวติดตามนี้ทำให้การจัดการสินทรัพย์ราบรื่นขึ้นด้วย Bluetooth และส่งข้อมูลผ่าน LoRaWAN

การติดตามคนงาน

เครื่องติดตามป้ายและเซ็นเซอร์หมวกกันน็อคของ Lansitec สามารถใช้ติดตามคนงานในไซต์ก่อสร้าง แท่นขุดเจาะน้ำมัน หรือโรงไฟฟ้าพลังงานลมในทะเลได้

ตัวติดตามป้าย

เครื่องติดตามป้าย Lansitec ได้รับการออกแบบโดยใช้เทคโนโลยี GNSS, Bluetooth 5.0 และ LoRa รองรับการติดตามทั้งภายในและภายนอกอาคาร ป้ายนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการจัดการบุคลากรและทรัพย์สิน
เครื่องเร่งความเร็ว 3 แกนในตัวสามารถใช้สำหรับระบุสถานะการเคลื่อนที่ของเครื่องได้ ดังนั้นจึงช่วยประหยัดแบตเตอรี่และยกระดับประสบการณ์การใช้งานของผู้ใช้

ดูสินค้า

เซ็นเซอร์หมวกกันน็อค

เซ็นเซอร์หมวก Lansitec ได้รับการออกแบบโดยใช้เทคโนโลยี GNSS, Bluetooth 5.0 และ LoRaWAN รองรับการติดตามทั้งภายในและภายนอกอาคาร
รองรับฟีเจอร์หลากหลายที่ช่วยให้การจัดการในโรงงานอุตสาหกรรมเป็นเรื่องง่าย ตัวเร่งความเร็ว 3 แกนในตัวสามารถใช้สำหรับตรวจสอบสถานะการเคลื่อนไหวของเครื่อง ช่วยประหยัดแบตเตอรี่และยกระดับประสบการณ์การใช้งาน

ดูสินค้า

การติดตามความแม่นยำสูง UWB

LoRaWAN สามารถใช้สำหรับการซิงโครไนซ์และส่งข้อมูลในระบบติดตามความแม่นยำสูง UWB จุดยึดที่ติดตั้งห่างกัน 20-30 เมตร สามารถใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ได้นานกว่า 5 ปี ด้วยข้อดีของการใช้พลังงานต่ำของ LoRaWAN ตัวติดตามที่ใช้ LoRaWAN และ UWB จะส่งข้อมูลระยะทางไปยังเกตเวย์ LoRaWAN เพื่อให้เซิร์ฟเวอร์คำนวณตำแหน่ง
ในโซลูชันการติดตาม UWB ที่ใช้ LoRaWAN นี้ ทั้งแองเคอร์และตัวติดตามจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ซึ่งช่วยลดความพยายามในการบำรุงรักษาการปรับใช้ลงได้อย่างมาก

โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราเพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโซลูชันการติดตาม UWB ที่ใช้ LoRaWAN

บทสรุป

LoRaWAN ก้าวขึ้นเป็นเทคโนโลยีการเชื่อมต่อที่ดีที่สุดสำหรับโครงการติดตามระดับภูมิภาค ด้วยประสิทธิภาพที่ครอบคลุมระยะไกล การใช้พลังงานต่ำ คุ้มค่า และมีความปลอดภัยสูง การใช้ประโยชน์จาก LoRaWAN ช่วยให้ลานจอดรถ ท่าเรือ โรงพยาบาล และสถานที่ก่อสร้างสามารถตรวจสอบและจัดการทรัพย์สินได้อย่างมีประสิทธิภาพ มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยและประสิทธิภาพการดำเนินงานที่เพิ่มขึ้น