Wireless protocol

09 Apr 2020 - Tien Cao-hoang

LPWA (Low Power Wide Area)

Internet vạn vật (IoT) ngày càng phát triển mạnh mẽ, liên quan đến việc kết nối với Internet các đối tượng khác nhau bao quanh chúng ta trong cuộc sống hàng ngày. Ngày nay, không thể phát triển thành phố thông minh mà không tích hợp IoT. Mục đích chính của các công nghệ này là tăng chất lượng cuộc sống bằng cách góp phần hợp lý hóa các nguồn năng lượng và bảo vệ môi trường. Những nỗ lực đáng kể đã được thực hiện để tăng mức hiệu suất của các mạng cảm biến quy mô lớn được phân phối trên một khu vực địa lý rất lớn.

Các thiết bị cảm biến có tuổi thọ pin kéo dài trong nhiều nhiều năm có tiềm năng rất lớn, cũng như số lượng ứng dụng có thể được phát triển trong các lĩnh vực khác nhau, như bảo vệ môi trường, thành phố thông minh, nhà thông minh, phòng chống thiên tai, quản lý chất thải, theo dõi vị trí, công nghiệp, nông nghiệp, vận tải, và hậu cần.

Có nhiều tiêu chuẩn, giao thức truyền thông có thể giải quyết ít hay nhiều các vấn đề liên quan đến IoT. Một trong những vấn đề quan trọng là nó phải cung cấp khả năng giao tiếp cho nhiều cảm biến được lắp đặt trên một khu vực địa lý rộng lớn. Đây là một thách thức lớn đối, cần phải xem xét đến khoảng cách truyền thông của công nghệ hiện tại, hơn nữa cần đảm bảo mức hiệu suất cao nhất có thể. Kiến trúc LPWA được xem là có tiềm năng giải quyết vấn đề này. Một số giao thức LPWA là: Weightless, NB–IoT (Narrowband IoT), LTE-MTC (LTE-Machine-Type Communication), EC-GSM-IoT (Extended Coverage-GSM-IoT), LoRaWAN (long-range wide area network), RPMA (random phasemultiple access), SigFox.

source:hindawi.com

LoRaWAN (long-range wide area network)

Giao thức LoRaWAN cung cấp khoảng cách truyền thông xa nhất được dựa trên mô đun LoRa được phát triển bởi LoRa Alliance

Mạng LoRaWAN được thiết kế cho các ứng dụng IoT với mục đích kết nối hàng ngàn cảm biến, mô-đun và thiết bị qua một mạng lớn. LoRaWAN được thiết kế nhằm tối ưu hóa LPWA cho tuổi thọ pin, dung lượng, phạm vi và chi phí.

**Lora là gì?

LoRa® là lớp vật lý hoặc mô đun không dây được sử dụng để tạo liên kết truyền thông tầm xa. Nhiều hệ thống không dây cũ sử dụng mô đun frequency shifting keying (FSK) làm lớp vật lý vì đây là mô đun rất hiệu quả để đạt được công suất thấp. LoRa® dựa trên mô đun chirp spread spectrum, duy trì các đặc tính công suất thấp giống như điều chế FSK nhưng làm tăng đáng kể phạm vi giao tiếp. Phổ chirp spread spectrum đã được sử dụng trong quân sự và không gian trong nhiều thập kỷ do khoảng cách liên lạc xa, nhưng LoRa® là mô đun chi phí thấp đầu tiên được sử dụng cho thương mại.

**LoRaWAN là gì?

LoRaWAN ™ định nghĩa giao thức truyền thông và kiến trúc hệ thống cho hệ thống mạng trong khi lớp vật lý LoRa® cho phép liên kết truyền thông tầm xa. Giao thức và kiến trúc mạng có ảnh hưởng lớn nhất trong việc xác định tuổi thọ pin của nút cảm biến, chất lượng dịch vụ, bảo mật và sự đa dạng của các ứng dụng được cung cấp bởi hệ thống mạng.

**Tham khảo:

D. Davcev, K. Mitreski, S. Trajkovic, V. Nikolovski and N. Koteli, “IoT agriculture system based on LoRaWAN,” 2018 14th IEEE International Workshop on Factory Communication Systems (WFCS), Imperia, 2018, pp. 1-4.

Lavric, A. (2019). LoRa (Long-Range) High-Density Sensors for Internet of Things. Journal of Sensors, 2019.