Forstå LoRaWAN® for vannforvaltning

LoRaWAN® (Long Range Wide Area Network) er en kommunikasjonsprotokoll som er spesielt utviklet for bredbåndsnettverk med lavt strømforbruk (LPWAN). Den opererer i det ulisensierte spekteret og tilbyr kommunikasjon med lang rekkevidde, lavt strømforbruk og sikker dataoverføring, noe som gjør den godt egnet for IoT-applikasjoner (Internet of Things).

Men hvorfor er en kommunikasjonsprotokoll viktig, og hvordan kan LoRaWAN®-protokollen bidra til å forbedre datakommunikasjonen innen vannforvaltning? I det følgende skal vi se nærmere på LoRaWAN® og dets betydning for IoT-applikasjoner. 

LoRaWAN®-arkitekturen er avhengig av tre nøkkelkomponenter for å kunne tilby skalerbar, sikker og effektiv kommunikasjon: sluttnoder, gatewayer og nettverksserver. Sluttnodene er enhetene eller sensorene som samler inn data og overfører dem til nettverket, for eksempel vannmålere. 

Gatewayer fungerer som en bro mellom sluttenhetene og nettverksserveren. De mottar data som sendes fra sluttenhetene og videresender dem til nettverksserveren. Gatewayer bruker IP-baserte nettverk (som Ethernet, Wi-Fi eller mobilnettverk) til å kommunisere med nettverksserveren. Nettverksserveren er den sentrale komponenten i LoRaWAN®-arkitekturen, som er ansvarlig for å administrere nettverket, behandle data og sørge for kommunikasjon mellom sluttnoder og applikasjoner med ende-til-ende-sikkerhet.  

LoRaWAN® har flere viktige fordeler som gjør det til et foretrukket valg for IoT-applikasjoner, spesielt de som krever langdistansekommunikasjon, lavt strømforbruk, skalerbarhet og kostnadseffektivitet:  

• Lang rekkevidde: LoRaWAN® kan overføre data over avstander på opptil 15-30 kilometer i landlige områder og 2-5 kilometer i bymiljøer. Dette gjør den ideell for bruksområder som krever tilkobling over store geografiske områder.  
• Lavt strømforbruk: Enheter som bruker LoRaWAN®, kan fungere på små batterier i opptil 16 år, noe som er avgjørende for steder som er vanskelige å nå eller i avsidesliggende områder. 
• Skalerbarhet: LoRaWAN®-nettverk kan støtte titusenvis av enheter, noe som gjør det skalerbart for omfattende IoT-implementeringer. 
• Sikkerhet: LoRaWAN® tilbyr ende-til-ende-kryptering, noe som sikrer datasikkerhet fra enheten til nettverksserveren.  
• Toveis kommunikasjon: LoRaWAN® støtter både uplink- (enhet til gateway) og downlink-kommunikasjon (gateway til enhet), noe som gjør det mulig å kontrollere enheten og oppdatere fastvaren.  

I tillegg til disse fordelene er en annen viktig faktor for LoRaWAN® den store allsidigheten som gjør den til en verdifull trådløs kommunikasjonsteknologi for en lang rekke ulike scenarier. Viktige elementer knyttet til allsidigheten er blant annet  

• Standardisert kommunikasjonsprotokoll  
• Rask integrering med tredjepartssystemer  
• Billig og lett tilgjengelig infrastruktur  
• Interoperabilitet mellom målerleverandører  
• Fungerer for både offentlige og private nettverk  

Selv om LoRaWAN® er en kraftig og fleksibel teknologi for IoT-applikasjoner, innebærer fokuset på lang rekkevidde, lavt strømforbruk og kostnadseffektivitet visse begrensninger på andre områder. Før du bestemmer deg for Mulige utfordringer inkluderer datahastighet, nettverkskapasitet, ventetid og interferens som beskrevet nedenfor. 

• Lave datahastigheter: LoRaWAN® tilbyr lavere datahastigheter enn andre teknologier med mindre fokus på langdistanse- og lavkostnadskommunikasjon. For bruksområder som krever dataoverføring med høy effekt, bør du vurdere en hybridløsning med høyere båndbredde eller mobilnettverk.  
• Interne forstyrrelser: LoRaWAN® er robust mot interferens fra eksternt utstyr, men bruken av ulisensiert spektrum gjør det utsatt for intern interferens i egen nettverksinfrastruktur. Hvis man ønsker å redusere risikoen for interferens og sikre pålitelig kommunikasjon, er teknologier som NB-IoT, som opererer i lisensiert spektrum, å foretrekke.  
• Relativt kompleks infrastruktur: Sammenlignet med Wireless M-Bus krever LoRaWAN®-nettverk vanligvis en mer kompleks arkitektur som involverer gatewayer, nettverksservere og sluttenheter. Dette kan føre til ytterligere kompleksitet i distribusjon og administrasjon, spesielt for store prosjekter.  
• Forsinkelse: LoRaWAN®s laveffektsdesign innebærer høyere latenstid enn andre IoT-teknologier, noe som gjør den mindre egnet for bruksområder som krever datakommunikasjon i sanntid eller nesten sanntid. Det samme gjelder imidlertid for daglige overføringer gjennom NB-IoT. 

LoRaWAN®-nettverk kan brukes i ulike IoT-applikasjoner, blant annet i smarte byer, landbruk, industriell overvåking, sporing av eiendeler og miljøovervåking. Med sin lange rekkevidde og lave strømforbruk er denne kommunikasjonsteknologien svært godt egnet for applikasjoner som krever batteridrevne enheter på avsidesliggende steder.  

LoRaWAN® har vist seg å være en allsidig og verdifull teknologi som kan bidra til å øke effektiviteten, redusere kostnadene og forbedre kvaliteten på tjenester og produkter:  

• Smart vannmåling: Et samarbeid mellom Kamstrup, Gelsenwasser AG og PHYSEC GmbH har ført til at tusenvis av vannmålere har blitt erstattet med LoRaWAN®-målere med TLS-kryptering for maksimal datasikkerhet. Innen utgangen av 2028 vil det være installert 180 000 av disse. 
• Smart landbruk: Kerlink og Sensoterra har implementert et system for overvåking av jordfuktighet i Thorigné-Fouillard i Frankrike og Amsterdam, noe som har resultert i redusert vannforbruk, økte avlinger og kostnadsbesparelser på grunn av reduserte lønnskostnader. 
• Smarte byer: I Paris har byen tatt i bruk smart belysning som bidrar til økosystemet i bynettverket og muliggjør fjernovervåking og -styring av gatelys. Resultatene har vært energibesparelser, mer effektivt vedlikehold og økt sikkerhet for publikum. 
• Miljøovervåking: På grunn av hyppige oversvømmelser har Malaysia installert overvåkingssensorer langs elver og flomutsatte områder for å kunne tilby et varslingssystem som reduserer konsekvensene for lokalsamfunnene. Resultatet var rettidig varsling som ga bedre respons, reduserte flomskader og forbedret sikkerhet for innbyggerne. 

LoRaWAN® tilbyr attraktive fordeler for smart vannforvaltning over store områder med lang rekkevidde. Kamstrup tilbyr både OMS over LoRaWAN som en generisk løsning for smart vannmåling og PHYSEC TLS LoRaWAN for å oppfylle de ulike kundebehovene. Hvis du er interessert i å lære mer om denne spesifikke kommunikasjonsteknologien, anbefaler vi at du leser eksternt datablad og hurtigveiledning. 

For ytterligere informasjon, besøk Lora-alliance.org for mer informasjon om alt som har med LoRaWAN® og den ideelle organisasjonen bak å gjøre.Frequently asked questions