skip to Main Content
Gateway och sensorer för LoraHur fungerar trådlös teknik baserat på LoRa i olika professionella applikationer? Många frågar just nu efter LoRa och i vissa fall är det rätt teknik och ibland fel teknik att välja. Med det här inlägget vill vi öppna ögonen litet, ta ett steg tillbaka och gå igenom vad LoRa är, vilka fördelar det erbjuder och, kanske viktigast, vilka risker eller problem finns att bygga med den tekniken?
I den här artikeln kommer vi att belysa LoRas möjligheter, och resonera om när du skall välja LoRa, och när du skall välja en annan teknik av praktiska skäl, av säkerhetsskäl eller av tillförlitlighetsskäl.

Är LoRa en bra teknik för IoT?

I denna artikel kommer vi fokusera på följande:

LoRa en av många trådlösa tekniker för IoT

Vi erbjuder en omfattande produktportfölj med olika trådlösa tekniker för industriella applikationer. I detta inlägg framhäver vi främst våra LoRa-lösningar men det är viktigt att förstå att dessa normalt bara är en del av en komplett lösning.

Ett av våra kärnvärden är vår förmåga att kombinera teknik för att möjliggöra att du kan bygga en komplett lösning för inhämtning och sändning av data, men också att visa på komplexiteten som uppstår från de många olika typerna av teknik. I den här typen av system finns en uppsjö av protokoll, sensorer och gateways som på ett säkert sätt skall förse dig med data i lättkonsumerade protokoll och format som MQTT, REST, JSON eller direkt till molnplattformar som Azure eller AWS. Om du har ytterligare frågor utöver vad vi täcker in här, kontakta någon av våra experter idag!

Stort intresse för trådlös teknik

Trådlös teknik har under de senaste fem åren varit en av de mest efterfrågade områdena inom industrin. Det finns flera anledningar till varför intresset har ökat, och en av dessa är att trådlös teknik inte kräver fysiska kablar till varje nod, sensor eller maskin som behöver anslutas. Att installera ett trådlöst system är kostnadseffektivt eftersom man reducerar både inköp av material och komplexiteten av installationen.

Antennsystem radiomodemUtöver detta kan man placera noder på platser som tidigare inte hade varit fysiskt möjliga med trådbunden teknik. En ytterligare anledning till varför trådlös teknik är attraktiv är att en välplanerad installation gör det möjligt att expandera infrastrukturen fort och utan driftstörningar. Sist men inte minst så är värdet av data en stor anledning till varför trådlöst är efterfrågat. Trådlöst är nyckeln till mobilitet, hjärtat till IoT, motorn för digitalisering av fabriker och dessutom kan det lösa uppkoppling snabbt, säkert och flexibelt. Data som tidigare har varit av mindre värde har nu blivit en konkurrensfaktor för att optimera arbetsflöden, spara kostnader och för att kunna förutspå framtida behov.

Begreppet data kan vara hur stort som helst. Alla sensorer i ett normalt flygplan genererar otroliga 500 MB data i landningsögonblicket. Så det gäller att veta vad man verkligen behöver. Som företag bör man fokusera på vilken typ av data som är värdefull och försöka lösa det till bästa möjliga totalkostnad.

Att hitta den rätta trådlösa tekniken

Varje teknik har sina för- och nackdelar. En rad faktorer bör ses över för att hitta den teknik som passar ens behov. Dessa inkluderar bland annat kostnadsstrukturen (abonnemang, licensmodeller), hur mycket data och hur ofta data skall överföras, hur tidskritisk data är samt hur man vill kunna skala upp applikationen. Andra viktiga faktorer som kan bidra till att hitta rätt teknik är hur stor täckning som krävs (lokal, nationell eller global), nätverkstopologin samt om de tänkta kraven går att lösa på batteridrift eller om det behövs tillgång till ström.

Det finns därmed ingen trådlös teknik som passar in i varje applikation eller scenario. Under de senaste 10 åren har dock de tre vanligaste teknikerna i samhället för styrning och övervakning varit cellulär teknik, WiFi och privata radionät.

IoT över Cellulär teknik

Cellulär teknik (4G/5G) är dominant inom applikationer som behöver överbrygga stora geografisk avstånd och eller kräver stora datamängder. Cellulär teknik är för närvarande den bästa trådlösa tekniken för marknader där du behöver en säker överföring, en förutsägbar kostnad, snabb och enkel installation och förväntade prestanda helt enkelt. Ett exempel är bilindustrin och administration av fordonsflottor som kräver trådlös teknik i fordonen för att kunna kommunicera med centrala servicepunkter, både när det gäller inom landet och över gränser.

IoT över Wifi

WiFi är den mest förekommande tekniken för konsumenter och industriella applikationer, bland annat eftersom det inte finns någon licensavgift för användning av frekvensen. Tack vare att den är så vida spridd hålls kostnaden för komponenter nere tack vare stora tillverkningsvolymer. Inträdesbiljetten till WiFi är med andra ord låg, det finns gott om privata och publika nät. WiFi är också den mest populära tekniken idag inom industrin, sett till exempelvis fabriker eller integrerat i styrsystem. Dessa marknader kräver en kostnadseffektiv, lätt implementerbar och lokal trådlös teknik, där är wifi det självklara valet.

IoT över Privata radionät

Privata radiosystem har använts flitigt inom elkrafts och vatten- och avloppsindustrin i över 30 år. I dessa installationer som fokuserar på tillgänglighet, säkerhet och ett nät avskilt från internet ägs både masterna och annan infrastruktur av privata aktörer. Samma företag som äger den aktuella utrustningen är oftast även de som äger tillgångarna som övervakas. Att installera utrustningen kräver oftast ett stort initialt kapital samtidigt som kostnaden av drift för underhåll är av ett relativt lågt värde. Man får ett nät som ger garanterade prestanda, på rätt plats och med hög säkerhet till en hög initialkostnad men med fördelar som garanterad bandbredd och låg latens.

Vad är LoRa?

Loranätverk för sensorerLoRa är en energieffektiv radioteknik som är till för applikationer där den geografiska täckningen är lokal eller regional men där datavolymen och datahastigheten är relativt låg. LoRa är attraktivt på grund av dess låga kostnad vid installation och vid drift, men det finns också en del nackdelar att beakta, mer om det nedan. LoRa finns tillgänglig till låga priser vilket gör det till en kandidat som trådlös teknik i enklare sensorer. Eftersom tekniken är strömsnål blir det i vissa fall möjligt för enkla sensorer att drivas på batteri över flera år.

Risk för ett minerat fält

LoRa är en teknik som är tillgänglig vid låga priser, därmed är också risken eller chansen stor att du konkurrerar med många andra. LoRa bygger på öppen, trådlös teknik och delar spektrum med många andra användningsområden som sensorer för inbrottslarm, travers- och kranstyrningar, garageportsöppnare, trådlösa larmsändare för bilar och så vidare. Spektrum är tänkt att kunna delas av flera genom att man begränsar frekvensen med en duty-cycle. Det vill säga man får inte sända hur mycket, eller hur ofta som helst men det finns ganska begränsade möjligheter att faktiskt följa upp att det följs. PTS är tillsynsmyndighet men störningarna kan vara lokala eller intermittenta på den plats du tänkt använda LoRa så det är inte säkert att de kan göra något åt störningen.

Vem äger ansvaret

En ytterligare begränsande faktor för LoRa är att det bygger på att du bygger nätet, du ansvarar för att dess driftsäkerhet är rustad, att det finns bemanning för att åtgärda problem när det behövs, att du ger den nivå av tillgänglighet som applikationen eller kunden behöver. LoRa är en teknik på frammarsch men det finns också exempel på nät som byggts av någon eller några entusiaster som senare drar vidare till en annan anställning, och då står man kanske där med ett nät som behöver driftas av nya personer som måste läras upp. Vårt stalltips är att se över våra ovanstående varningar, tänk efter om LoRa verkligen passar din organisation idag, i morgon och i framtiden. Är du det minsta osäker kring tillgänglighet, säkerhet eller drift, välj en teknik som går via mobilnätet istället. De operatörer som erbjuder IoT-lösningar har bemanning dygnet runt, de har batteribackuper, tillgänglighet och säkerhet. De har rustat sina organisationer i många många år för dessa scenarios. Ibland är det skönt att ha någon att ringa.

Hur fungerar LoRa?

LoRa är en radioteknik och definierar således inte innehållet i datan eller några format för namngivning som krävs för att förflytta information mellan punkter. Dessa format, oftast två olika typer, finns i de övre skikten.

LoRaWAN

LoRaWAN är ett protokollager designat av LoRaWAN alliansen som definierar namngivning och payloadkonventioner i ett system. Syftet med detta är att öka kompatibiliteten bland enheter, något som står i kontrast till proprietära protokoll som är tillverkarspecifika. LoRaWAN-sensorer kan kommunicera med vilken LoRaWAN gateway som helst. Användare kan således välja mellan olika alternativ som passar dess behov eller investera i ett system från företag utan att behöva oroa sig för kompatibilitet i framtida expansion.
Grundläggande uppbyggnad LoRaWAN

Proprietära system

De proprietära systemen har som fördel att man kan leverera produkter till marknaden innan standarder blivit etablerade. Proprietära system kan också vara attraktiva i och med att de erbjuder specialiserade applikationer som kräver hög optimering eller nischade funktioner. En stor nackdel är dock att användare blir låsta i oflexibla ekosystem av sensorer, gateways och tjänster med minimala eller inga möjligheter till att integrera enheter från tredje part..

lora och andra trådlösa tekniker

Privata och publika system

Som motsats kan LoRaWAN användas på både publika och privata nätverk. I ett publikt nätverk tillhandahålls alla gateways och molninfrastrukturen av tredje part. Användare kan ansluta sina LoRaWAN sensorer till nätverket och har åtkomst till data genom en tredjepartsportal, även känt som nätverksservern inom LoRa arkitektur. Konceptet påminner mycket om cellulära nätverk där användare ansluter sina telefoner till en operatörs nätverk mot en avgift. Nackdelen blir densamma som med cellulära nätverk: användaren har ingen kontroll eller insikt om hur många utomstående som delar samma infrastruktur – vilket gör att man heller inte vet hur väl systemet underhålls. En annan aspekt av detta är också att det finns många mindre LoRaWAN-operatörer. Ställ dig frågor som

Hur är deras NOC (Network Operation Center) strukturerat, är det bemannat jämt, finns det endast ett eller finns flera spridda över Sverige för backup?

Hur kan man garantera att din utrustning är uppkopplad så ofta du behöver?

Vilken beredskap har de vid störningar i nätet?

Är detta något som du känner känns tveksamt eller oklar, återigen kommer då vår rekommendation att titta vidare eller hör med din operatör vad de kan erbjuda.

Ett intressant alternativ inom industrin har varit att användare installerar och driver sina egna privata nätverk av gateways. Data lagras inte på ett delat nätverk utan finns endast på egna datacenter. Det har på senare tid blivit allt mer vanligt att bearbeta data direkt i dessa lokala gateways för att konvertera LoRaWAN datan till något som är mer hanterbart av IT system, exempelvis MQTT eller REST. En del databearbetning sker också lokalt för att minimera dataöverföringen innan sändning

LoRa i praktiken inom IoT

Trådlös teknik anses ofta vara en “IT teknik” av industriella kunder. De vanligaste frågorna handlar om hur man maximerar effektiviteten, hur man kan leverera data i realtid och hur man får mätbar vinst på sin investering. Säkerhetsaspekter ur ett IT-säkerhetsperspektiv liksom leveranssäkerhetsfrågor är också centralt.

Här nedan delar vi ett par praktiska exempel från lyckade LoRa applikationer.

Automatisering av fabriker

Problemet: En kund önskade hämta data från avlägsna enheter inom ett begränsat, regionalt område. Enheterna var redan anslutna med intelligenta sensorer som kunde förse information om bränsle-, vatten- och elkonsumtion via ett Modbus gränssnitt. Problemet var att sensorerna var flera kilometer från kontrollrummet med ett antal betongväggar, byggnader och andra hinder mellan dem. Kostnaden för att installera kablar för att hämta datan var för hög. Vidare använde SCADA-systemet sig av Modbus-TCP medan sensorerna endast levererade Modbus.

Lösningen: genom att installera Wzzard LoRaWAN noder blev det möjligt att överföra Modbusdata lokalt. Data överförs via ett privat LoRaWAN nätverk till en privat LoRaWAN gateway. Gatewayen sänder sedan data vidare till ett SCADA-system i Modbus-TCP format.

Fördelarna: innan lösningen med Wzzard implementerades användes en manuell metod för att hämta data från sensorerna. Det kostade arbetskraft samt utgjorde en risk för eventuella mänskliga fel. Fabriker har oftast ett stort antal äldre, isolerade enheter installerade såsom PLCs, RTUs, sensorer och andra Modbus enheter. Datan som enheterna hanterar är värdefullt för företaget, men hämtningen är i många fall inte ekonomiskt genomförbart varpå en automatiserad lösning likt Wzzard är att föredra.

Alternativa lösningar: eftersom det i detta fall handlar om seriell data som överförs via ett lokalt nät från noder som är strömförsörjda kontinuerligt hade en lösning baserad på privata radionät kunnat erbjuda en garanterad överföringskvalitet då dessa jobbar på licensierade frekvensband.

Mätning på arbetsplatser

lora-sensorerProblemet: På Advantechs huvudkontor hade man ett behov av att samla data från miljön i kontor och på lager. Det var ett krav att lösningen skulle kunna fungera i en byggnad av stål och betong med stora stålställningar, och samtidigt klara av en konstant rörelse av människor och objekt i omgivningen. Det var också kritiskt att lösningen skulle kunna drivas på batterier då tillgänglighet till stabil ström inte alltid kan garanteras.

Lösningen: Genom att installera LoRaWAN sensorer kunde man mäta bland annat temperatur, fuktighet, ljusnivåer, PIR för aktivitet i rummen samt status på om en dörr var öppen eller ej. Då enheterna stödjer öppna LoRaWAN protokoll blev det möjligt att hämta informationen över ett privat LoRaWAN nätverk skapat med hjälp av en WISE-6610 gateway. När informationen väl hämtats in via gatewayen vidarebefordras den till ett SCADA-system för visualisering och lagring av data.

Fördelarna:
installationen av lösningen ger administratörerna en detaljerad insikt av arbetsplatserna och dess miljöer, något som kommer väl till hands när beslut ska tas.

Alternativa lösningar: på vårt kontor har vi installerat sensorer som kopplar upp sig via LTE CAT-M1. Fördelen är att vi slipper en gateway och ett lokalt trådlöst nät som måste planeras och underhållas. På detta sätt minimeras installationstiden och flexibiliteten är maximal.

Rätt data i växthuset

Problemet: En kund inom jordbruksindustrin önskade samla in miljödata från ett antal växthus. Eftersom samtliga växthus var av industriell storlek var det inte ett ekonomiskt alternativ att dra kablar till alla sensorer. Utöver detta var många av växthusen situerade på platser utan tillgång till en fast nätverksanslutning. Datan som samlades in var miljödata som vindhastighet, vindriktning, temperatur, nederbörd samt solinstrålning. All data kunde samlas in från en enda mätpunkt i hela växthuset. Information om jordens luftfuktighet samlades också in, detta från flera mätpunkter runt byggnaden. Ett växthus upptar en area på omkring 3 kvm.

Lösningen: kostnaden för att dra kablarna undveks genom att installera Wzzard LoRaWAN noder samt en privat WISE-6610 LoRaWAN gateway. Ett privat LoRaWAN nätverk skapades för sömlös hämtning av information från noderna. Gatewayen kommunicerade direkt med klimatsensorernas gränssnitt där information kunde hämtas ut via ett lokalt kommunikationsgränssnitt. Slutligen överfördes informationen via en 4G-anslutning – lösningen kan alltså installeras var som helst så länge cellulär täckning förekommer.

Fördelarna: Ovan lösning tillät kunden att effektivisera både produktion och logistik. Kunden kan nu förse sina kunder med prognoser från växthusen genom att analysera den stora mängd data som noderna levererar.

Alternativa lösningar: Vi skulle föreslå att lösa överföringen via mobilnäten direkt istället, då får man en högre säkerhet eftersom en operatör ansvarar för överföringen och man får inte en single point of failure (gatewayen).

  • Wzzard LoRaWan Sensornod

    Wzzard LoRaWan Sensornod

    Wzzard LoRaWAN är en plattform för att koppla upp standardsensorer och applikationer trådlöst- Wzzard LoRa är sensornoder som kommunicerar trådlöst med en LoRaWAN-gateway via 868 MHz. Du kan använda...
    3 711,00kr Ex.moms
    Läs mer
  • LoRa Gateway WISE-6610-E500

    LoRa Gateway WISE-6610-E500

    WISE-6610 är en industriell gateway för IIoT-applikationer med inbyggt LoRa-stöd, en kraftfull produkt redo för att skapa färdiga applikationer med trådlösa sensornät. LoRaWAN protokoll för privata och publika...
    10 530,00kr Ex.moms
    Läs mer
Induos logo
Induo AB
08-659 43 00

www.induo.com
[email protected]

Mer information:

Fyll i formuläret nedan med namn, e-post och kanske ett meddelande så hör vi av oss så snart vi kan, tack!

* Genom att skicka in formuläret samtycker du att vi lagrar dina uppgifter för att hjälpa dig med din förfrågan.

Läs mer om:

Leverantörer
Produkter

Socialt:

Följ oss i sociala medier:

linkedinfacebooktwitteryoutube

Back To Top
×Close search
Sök