ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับ LoRaWAN

  • 7 Replies
  • 4334 Views


ภาพรวมของ LoRaWAN

LoRaWAN คือ MAC (media access control) protocal สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายในวงกว้าง (WAN - wide area networks)
ซึ่งดีไซน์มาเพื่ออนุญาติให้อุปกรณ์แบบกินพลังงานต่ำ ( low-powered) สื่อสารกับแอปพลิเคชันที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต แบบไร้สายในระยะไกล (long range)

LoRaWAN มีบริเวณ (เชื่อม) อยู่ระหว่าง (mapped) เลเยอร์ 2 (Data-Link Layer = LoRaWAN manages channels, data rates and executes MAC commands) และ 3 (Network Layer = LoRaWAN messages contain device addresses and the server selects gateways for downlink) ของ OSI model อีกทั้งมันดำเนินการอยู่ด้านบนของการมอดูเลชั่น (การเข้ารหัสสัญญาณ) แบบ LoRa หรือ FSK และทำงานในช่วง ISM bands (คลื่นความถี่สาธารณะสำหรับอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์)

มาตรฐาน LoRaWAN protocols ถูกกำหนดโดย LoRa Alliance และข้อกำหนดอย่างเป็นทางการของ LoRaWAN สามารถขอได้ในเว็บไซต์ LoRa Alliance

คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง
- End Device, Node, Mote คือ อุปกรณ์สื่อสารแบบฝังตัวและใช้พลังงานต่ำ
- Gateway คือ เสาอากาศที่รับการส่งสัญญาณแบบกระจายจากตัว End Devices และ ส่งข้อมูลกลับไปที่ตัว End Devices ได้
- Network Server คือ เซิร์ฟเวอร์ที่กำหนดเส้นทางให้ข้อความจาก End Devices ไปถึงแอปพลิเคชันที่ถูกต้องและย้อนกลับได้
- Application คือ ชิ้นส่วนของซอฟแวร์ที่กำลังทำงานอยู่บน Server
- Uplink Message คือ ข้อความจาก Device ไปที่แอปพลิเคชัน
- Downlink Message คือ ข้อความจากแอปพลิเคชัน ไปที่ Device

End Devices
ตามข้อกำหนดของ LoRaWAN ได้กำหนดประเภทของอุปกรณ์ (Device) ไว้ 3 ประเภท โดยอุปกรณ์ (Device) ทั้งหมดต้องดำเนินการอยู่บน Class A เป็นพื้นฐาน ในขณะที่ Class B และ Class C เป็นส่วนขยายสำหรับข้อกำหนดของอุปกรณ์ Class A

Class A  (all) ตัวอุปกรณ์จะรองรับการสื่อสารแบบสองทิศทางระหว่างอุปกรณ์กับ Gateway. การส่งข้อความจาก Device ไปที่ Server สามารถทำได้ตลอดเวลา (แบบสุ่ม) โดยตัว Device จะทำการเปิด 2 หน้าต่างรับข้อมูล (Rx1 และ Rx2) ในเวลาที่กำหนด (1 วินาที และ 2 วินาที) หลังจากส่งข้อความไปแล้ว

ถ้า Server ไม่มีการตอบสนองต่อหน้าต่างรับข้อมูลทั้งสองของ Device โอกาสต่อไปที่ Server จะทำการ Downlink message ลงมาได้คือเมื่อเสร็จสิ้นการส่งข้อความจาก Device ไปที่ Server ครั้งต่อไป

Server สามารถตอบสนองได้ทั้งหน้าต่างรับข้อมูลตัวที่ 1 (Rx slot 1) หรือหน้าต่างรับข้อมูลตัวที่ 2 (Rx slot 2) แต่ไม่ควรใช้ทั้งสองหน้าต่าง



รูปประกอบ Class A (1)



รูปประกอบ Class A (2)



รูปประกอบ Class A (3)

Class B (beacon) อุปกรณ์ของ Class B จะขยายเพิ่มเติมจาก Class A ตรงจะมีหน้าต่างรับข้อมูลที่ถูกกำหนดไว้แล้วเพิ่มขึ้นมาจาก Rx1, Rx2 (Class A) เพื่อรับข้อความจาก Server มีรูปแบบการส่งแบบ beacons ซึ่งให้จังหวะเวลาทั้งสองทางที่ติดต่อกัน (time-synchronized) จาก Gateway และ ตัว Device จะทำการเปิดหน้าต่างรับข้อมูลเป็นระยะๆ



รูปประกอบ Class B (1)



รูปประกอบ Class B (2)

Class C (continuous) อุปกรณ์ Class C จะเพิ่มเติมจาก Class A ตรงที่หน้าต่างรับข้อมูล (Rx slot 2) จะเปิดค้างไว้จนกว่าตัว Device จะทำการส่งข้อมูลอีกครั้ง ดูรูปด้านล่างประกอบ ซึ่งช่วยทำให้การสื่อสารมีความหน่วงต่ำ แต่จะใช้พลังงานมากกว่าอุปกรณ์ Class A



รูปประกอบ Class C (1)



รูปประกอบ Class C (2)

รับทำ PCB ออกแบบและพัฒนา วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบ Internet of Things (IoT)
ติดต่อได้ที่ https://www.facebook.com/micro4you หรือแอด Line ID: https://line.me/R/ti/p/%40aud1377c

หรือดูรายละเอียดที่ http://www.electoday.com/index.php/topic,17.0.html

ย่านความถี่

LoRaWAN ทำงานบนย่านความถี่วิทยุที่มีการได้รับยกเว้นใบอนุญาต ซึ่งความหมายว่าทุกคนสามารถใช้ความถี่วิทยุนี้ได้โดยไม่ต้องเสียค่าธรรมเนียมเพื่อสิทธิในการรับส่ง

คล้ายกันกับ WiFi ที่ใช้ความถี่ 2.4GHz และ 5GHz ในช่วง ISM bands ของทั่วโลก ซึ่งทุกคนสามารถติดตั้งเราเตอร์ WiFi และปล่อยสัญญาณ WiFi ได้โดยไม่ต้องขอใบอนุญาตหรือได้รับการอนุญาต

LoRaWAN จะใช้ความถี่วิทยุที่ต่ำกว่าพร้อมกับมีช่วงที่ยาวขึ้น ความจริงที่ว่าความถี่วิทยุที่มีช่วงยาวขึ้นก็มีข้อจำกัดมากขึ้นในเรื่องความเฉพาะเจาะจงการใช้งานของแต่ประเทศ ซึ่งเป็นความท้าทายอย่างมากของ LoRaWAN ที่จะทำให้การใช้งานอยู่ในช่วงความถี่เดียวกันหมดทั้งภูมิภาคทั่วโลก

ผลที่ตามมาคือ LoRaWAN มีย่านความถี่ที่เฉพาะเจาะจงในแต่ละภูมิภาคของโลก โดยย่านความถี่เหล่านี้จะต้องมีส่วนที่คล้ายคลึงกันมากพอที่จะสนับสนุนชุดคำสั่งที่เป็นสากลไม่อ้างอิงกับภูมิภาคนั้นๆ (region-agnostic protocol) แต่ต้องแลกมากับการดำเนินและจัดการเบื้องหลังระบบ (backend systems) พอสมควร

- LoRaWAN จะมีข้อกำหนดเฉพาะระดับภูมิภาค เรียกว่า Regional Parameters สามารถดาวน์โหลดได้จากเว็บไซต์ LoRa Alliance
- ข้อกำหนเฉพาะระดับภูมิภาคจะไม่ได้ระบุเฉพาะเจาะจงสำหรับประเทศใดประเทศหนึ่ง แต่จะมีเนื้อหาครอบคลุมพื้นที่โดยรวมทั้งภูมิภาค ตัวอย่างเช่น ข้อกำหนดเฉพาะระดับภูมิภาคเอเชีย ก็จะระบุเฉพาะคำสั่งหรือข้อกำหนดย่อยสำหรับเอเชีย (Asia) แต่ไม่ได้เฉพาะเจาะจงลงไปถึงกฏระเบียบหรือข้อกำหนดย่อยสำหรับกลุ่มประเทศอาเซียน (Asian)

นอกจากนี้ ผู้ดูแลระบบ Network Server แต่ละที่ ก็มีอิสระในการใส่ค่าพารามิเตอร์เพิ่มเติม เช่น การเพิ่มค่าพารามิเตอร์ที่เกี่ยวกับการแพร่กระจายช่องสัญญาณ เราเรียกค่าพารามิเตอร์นั้นว่า Frequency Plans

EU 863-870 MHz และเรื่องคาบเวลาการทำงาน (Duty Cycle)

ในยุโรป LoRaWAN ใช้งานในย่านความถี่ 863-870 MHz กฎระเบียบคลื่นความถี่ของยุโรปจะกำหนดคาบเวลาการทำงาน (duty-cycles) ที่เฉพาะเจาะจงให้อุปกรณ์สำหรับแต่ละย่านความถี่ย่อย (sub-band)

ข้อบังคับนี้จะใช้กับอุปกรณ์แต่ละตัวที่รับส่งผ่านย่านความถี่หนึ่งๆ ดังนั้นทั้ง Gateway และ Device จะต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดคาบเวลาการทำงาน (duty-cycles) นั้น โดยช่องสัญญาณส่วนใหญ่ของ LoRaWAN จะมีคาบเวลาการทำงานที่ต่ำถึงระดับ 1% หรือจะเท่ากับ 0.1% ด้วยเหตุนี้เครือข่ายควรจะชาญฉลาดพอในการจัดคิวข้อความให้ Gateway ที่ว่างๆ หรือให้ช่องสัญญาณที่มีคาบเวลาการทำงานที่สูงกว่า

นักพัฒนาแอปพลิเคชันควรจะออกแบบโปรแกรมที่สนับสนุนให้เก็บชุดข้อมูล (payloads) ที่มีขนาดเล็ก ไม่รับส่งบ่อยเกินไปและควรหลีกเลี่ยงการ Downlink ข้อมูลถ้าเป็นไปได้

US 902-928 MHz

ในสหรัฐอเมริกา LoRaWAN จะทำงานอยู่ในย่านความถี่ 902-928 MHz ซึ่งแตกต่างจากทางยุโรป โดยทางสหรัฐอเมริกาได้จัดสรรย่านความถี่ให้ทั้งส่วนช่องสัญญาณ uplink และ downlink โดยย่านความถี่จะโดนแบ่งย่อยออกเป็น 8 ย่านความถี่ย่อย (sub-bands) ซึ่งประกอบด้วย ช่องสัญญาณ uplink ขนาด 8 x 125 kHz, ช่องสัญญาณ uplink ขนาด 1 x 500 kHz และ ช่องสัญญาณ downlink ขนาด 8 x 500 kHz 

Australia 915-928 MHz

ข้อกำหนดย่านความถี่ของออสเตรเลียจะเป็น 915-928 MHz ซึ่งใกล้เคียงจนเกือบเหมือนกันกับของสหรัฐอเมริกา US 902-928 MHz ยกเว้นว่าส่วนของความถี่สำหรับการ uplink นั้น จะมีความถี่ที่สูงกว่าย่านความถี่ US ส่วนช่องสัญญาณในการ downlink จะเหมือนกันกับ US 902-928 MHz ทุกประการ

China 779-787 MHz and 470-510 MHz

ย่านความถี่ 779-787 MHz ของจีนจะมีลักษณะคล้ายคลึงกันกับย่านความถี่ของยุโรป โดยในย่านความถี่นี้ (779-787 MHz) จะเป็นช่องสัญญาณทั่วไปจำนวน 3 x 125 kHz (779.5, 779.7 และ 779.9 MHz)

ส่วนย่านความถี่ 470-510 MHz ของจีนจะมีลักษณะคล้ายคลึงกันกับย่านความถี่แถบอเมริกา โดยมีช่องสัญญาณ uplink จำนวน 96 ช่องและช่องสัญญาณ downlink จำนวน 48 ช่อง

ในบางภูมิภาคของจีน ส่วนย่อยๆ ของช่องสัญญาณเหล่านี้ถูกใช้โดยหน่วยงาน China Electric Power ทำให้ไม่สามารถนำมาใช้กับ LoRaWAN ได้

รับทำ PCB ออกแบบและพัฒนา วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบ Internet of Things (IoT)
ติดต่อได้ที่ https://www.facebook.com/micro4you หรือแอด Line ID: https://line.me/R/ti/p/%40aud1377c

หรือดูรายละเอียดที่ http://www.electoday.com/index.php/topic,17.0.html

การมอดูเลชั่นและอัตราข้อมูล (Data Rate)

ส่วนใหญ่แล้ว LoRaWAN จะใช้การมอดูเลชั่น (การเข้ารหัสสัญญาณ) แบบ LoRa ซึ่งมีพื้นฐานมาจากเทคโนโลยี Chirp spread- spectrum (CSS)
ทำให้ทำงานได้ดีกับ [ (1)ช่องสัญญาณที่มีสัญญาณรบกวน, (2)ปรากฏการณ์ Multipath Fading (สัญญาณผิดเพี้ยนไปเนื่องจากการแทรกสอดของสัญญาณที่มาจากหลายๆ ทิศทาง) และ (3)ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ (Doppler Effect) เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่น เนื่องจากความสัมพัทธ์ระหว่างทิศทางการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์กับ Gateway ] แม้ว่าจะใช้พลังงานต่ำก็ตาม

อัตราข้อมูล (Data Rate) จะขึ้นอยู่แบนด์วิดธ์ที่ใช้และตัวประกอบการแพร่กระจาย Spreading Factor (SF)

* LoRaWAN จะใช้ช่องสัญญาณที่มีแบนด์วิดธ์ได้ทั้ง 125 kHz, 250 kHz หรือ 500 kHz ขึ้นอยู่กับแต่ละภูมิภาคและ Frequency Plan

* Spreading Factor (SF) จะถูกกำหนดตามอุปกรณ์ปลายทาง (end-device) ซึ่งจะมีผลต่อเวลาที่ใช้ในการรับส่งเฟรมข้อมูล

เรื่องของอัตราข้อมูล (Data Rate)

มีอยู่ 3 ตัวแปรที่เราสามารถปรับค่าได้ คือ กำลังส่ง, แบนด์วิดธ์ และ Spreading Factor (SF)

ถ้าคุณลดกำลังส่งฝั่ง tx (tx power) คุณก็จะประหยัดแบตเตอรี่ แต่ผลที่ได้คือระยะทำการจะสั้นลง

ส่วนตัวแปรแบนด์วิดธ์ และ Spreading Factor (SF) จะมีผลในเรื่องอัตราข้อมูล ซึ่งเป็นกำหนดความเร็วในการรับส่ง ถ้าคุณเพิ่มอัตราข้อมูล (โดยการทำแบนด์วิดธ์ให้กว้างขึ้นหรือให้ค่า Spreading Factor (SF) ที่ต่ำลง) จะทำการรับส่งข้อมูลได้ในเวลาที่สั้นลงได้

ตัวอย่างเช่น ถ้าเราเพิ่มความกว้างของแบนด์วิดธ์ขึ้น 2 เท่า (BW125 เป็น BW250) ก็จะช่วยให้เราส่งข้อมูลได้มากขึ้น 2 เท่า ในเวลาเดียวกัน หรือการลดค่า Spreading Factor (SF) ลง 1 ขั้น (SF10 เป็น SF9) ก็จะช่วยให้เราส่งข้อมูลได้มากขึ้น 2 เท่า เช่นกัน

ค่า Spreading Factor (SF) ที่ต่ำลง จะมีผลทำให้ Gateway ทำงานหนักมากขึ้น เนื่องจากการรับจะมีความไวต่อสัญญาณรบกวนมากขึ้น

ยกตัวอย่างมีคน 2 คนคุยกันอยู่ในสถานที่มีเสียงดังเช่นในคลับ ถ้าคุณอยู่ห่างกัน คุณต้องพูดช้าๆ (SF10) แต่ถ้าขยับมาใกล้กันมากขึ้น คุณสามารถพูดเร็วขึ้น (SF7)

รับทำ PCB ออกแบบและพัฒนา วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบ Internet of Things (IoT)
ติดต่อได้ที่ https://www.facebook.com/micro4you หรือแอด Line ID: https://line.me/R/ti/p/%40aud1377c

หรือดูรายละเอียดที่ http://www.electoday.com/index.php/topic,17.0.html

การระบุแอดเดรส (Addressing)

อุปกรณ์ทุกตัวและทุกแอปพลิเคชันจะมีค่าเอกลักษณ์ที่ระบุเฉพาะตัว [คงที่ ไม่เปลี่ยนค่า] ขนาด 64 บิต (DevEUI และ AppEUI) และเมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อกับเน็ตเวิร์ก มันจะได้รับการจ่ายค่าแอดเดรสที่แปรผัน [ไม่คงที่ ค่าเปลี่ยนแปลงตามการเชื่อมต่อแต่ละครั้ง] ขนาด 32 บิต (DevAddr)

การรักษาความปลอดภัย (Security)

LoRaWAN 1.0 จะมีคีย์ที่ใช้รักษาความปลอดภัยขนาด 128 บิต อยู่ 3 ตัว ที่แตกต่างกัน

แอปพลิเคชันคีย์ (AppKey) จะถูกใช้งานกับตัวอุปกรณ์และแอปพลิเคชันเท่านั้น เมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อกับเน็ตเวิร์ก (เรียกว่าเชื่อมต่อ [join] หรือ เปิดใช้งาน [activation]) แอปพลิเคชันเซสซั่นคีย์ (AppSKey) และเน็ตเวิร์กเซสซั่นคีย์ (NwkSKey) จะถูกสร้างขึ้น ตัว NwkSKey จะถูกแบ่งปันไปทั่วเน็ตเวิร์ก ในขณะที่ AppSKey ถูกเก็บไว้เป็นความลับส่วนตัว เซสซั่นคีย์เหล่านี้จะใช้ได้เฉพาะห้วงเวลานั้นๆ ของเซสซั่นการทำงาน

อัลกอริธึมที่ใช้ในระบบนี้จะเป็นแบบ AES-128 ซึ่งมีลักษณะที่คล้ายคลึงกับอัลกอริธึมที่ใช้ในมาตรฐาน 802.15.4

NwkSKey จะถูกใช้ในการตรวจสอบความถูกต้องของแต่ละข้อมูลโดย Message Integrity Code (MIC) ตัว MIC จะทำงานคล้ายกับการ CheckSum [การตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล โดยฝ่ายที่ส่งข้อมูลจะทำการคำนวณค่า checksum แล้วใส่ค่า checksum ลงไปใน header ของ Protocol ข้อมูลและเมื่อฝ่ายรับข้อมูล รับข้อมูลมาแล้วจะนำเอาค่า checksum นี้มาตรวจสอบข้อมูลที่รับมาว่าถูกต้องหรือไม่] ยกเว้นการป้องกันภัยที่มีเจตนากระทำการปลอมแปลงที่ชุดข้อมูล สำหรับกรณี LoRaWAN จะใช้ AES-CMAC

ส่วน AppSKey จะใช้ในการเข้ารหัสชุดข้อมูล [payload] แอปพลิเคชัน

รับทำ PCB ออกแบบและพัฒนา วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบ Internet of Things (IoT)
ติดต่อได้ที่ https://www.facebook.com/micro4you หรือแอด Line ID: https://line.me/R/ti/p/%40aud1377c

หรือดูรายละเอียดที่ http://www.electoday.com/index.php/topic,17.0.html

ตัวนับเฟรม (Frame Counters)

Frame Counters จะช่วยป้องกันการโจมตีซ้ำซ้อน เมื่อผู้โจมตีส่งข้อมูลซ้ำเดิมกับข้อมูลที่บันทึกไว้ก่อนหน้า

เพื่อป้องกันเรื่องดังกล่าว ทั้งเครือข่ายและอุปกรณ์ต้องปฏิเสธข้อความที่ระบุ Frame Counters ที่มีค่าต่ำกว่า Frame Counters ที่คาดการไว้

คำสั่ง MAC (MAC Commands)

เซิร์ฟเวอร์เครือข่ายและอุปกรณ์สามารถที่จะบริหารดูแลและจัดการเครือข่ายร่วมกันโดยอาศัยคำสั่ง MAC

ข้อกำหนดของ LoRaWAN ระบุจำนวนคำสั่งซึ่งสามารถเพิ่มได้ใน LoRaWAN เวอร์ชั่นถัดๆไป ในอนาคตหรือที่สามารถเพิ่มได้โดยคำสั่งตัวมันเอง

โดยคำสั่ง MAC จะมีคำสั่งสำหรับตรวจสอบการเชื่อมต่อ, ร้องขอสถานะของอุปกรณ์, ปรับขยายหรือลดอัตราข้อมูล [Data rate] ของอุปกรณ์ และปรับเปลี่ยนการตั้งค่าช่องสัญญาณ

รับทำ PCB ออกแบบและพัฒนา วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบ Internet of Things (IoT)
ติดต่อได้ที่ https://www.facebook.com/micro4you หรือแอด Line ID: https://line.me/R/ti/p/%40aud1377c

หรือดูรายละเอียดที่ http://www.electoday.com/index.php/topic,17.0.html

LoRaWAN Adaptive Data Rate

Adaptive Data Rate (ADR) เป็นกลไกในการเพิ่มประสิทธิภาพของ อัตราข้อมูล (data rates) เวลาออกอากาศ (airtime) และการใช้พลังงาน (energy consumption) ในเครือข่าย

เฉพาะอุปกรณ์ (node) ที่ไม่มีการเคลื่อนไหวเท่านั้นที่ควรใช้ ADR ส่วนอุปกรณ์ที่มีการเคลื่อนที่ไปเรื่อยๆ ADR จะใช้งานได้ก็ต่อเมื่อตรวจจับได้ว่าอุปกรณ์นั้นจอดนิ่งอยู่กับที่

ตัวอุปกรณ์ (node) เท่านั้นที่ตัดสินใจว่าควรใช้ ADR หรือไม่ ไม่ใช่การตัดสินใจของ  application [ชิ้นส่วนของซอฟแวร์ที่กำลังทำงานอยู่บน Server]  หรือของเครือข่าย

ช่วงเวลาที่อุปกรณ์บ่งชี้ว่าต้องการใช้ ADR เครือข่ายจะเก็บตัวชี้วัดจากการส่งข้อมูล 20 ครั้งล่าสุดจากอุปกรณ์ ซึ่งประวัติเหล่านี้จะประกอบด้วย frame counter (ตัวนับเฟรม), อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน signal-to-noise ratio (SNR) และจำนวน Gateway ที่รับได้ในการรับส่ง

จากข้อมูลที่เก็บมาได้ เครือข่ายจะสามารถคำนวณว่า Margin [ส่วนเกินที่นำไปปรับได้] มีจำนวนเท่าไร เพื่อเพิ่มอัตรข้อมูล [data rate] หรือลดกำลังส่ง [transmit power]

ตัวอย่างเช่น เมื่อเครือข่ายได้รับข้อมูลที่มาพร้อมกับ อัตราข้อมูล [data rate] SF12BW125 และค่า SNR 5.0 ก็แสดงว่าข้อมูลดังกล่าวมี Margin 25 dB ซึ่งเป็นการสูญเปล่าของเวลาออกอากาศ [airtime] และพลังงาน [energy] ที่มีคุณค่า

ถ้าเราจะทำการเพิ่มอัตราข้อมูล [data rate] ไปที่ SF7BW125 เราก็จะยังคงมี Margin อยู่ที่ 12.5 dB แต่จะทำให้มีเวลาในการออกอากาศ [airtime] ได้มากขึ้นและใช้พลังงานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้เรายังสามารถลดกำลังส่งสัญญาณ [transmit power] เพื่อประหยัดพลังงานมากขึ้นและทำให้เกิดสัญญาณรบกวนน้อยลง

อัลกอริทึ่มที่ใช้ในการคำนวณ ADR จะเป็นไปตามคำแนะนำของ Semtech แผนภาพด้านล่างเป็นตัวอย่างของขั้นตอนการทำงานของ ADR




รับทำ PCB ออกแบบและพัฒนา วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบ Internet of Things (IoT)
ติดต่อได้ที่ https://www.facebook.com/micro4you หรือแอด Line ID: https://line.me/R/ti/p/%40aud1377c

หรือดูรายละเอียดที่ http://www.electoday.com/index.php/topic,17.0.html

LoRaWAN Address Space

LoRaWAN ระบุตัวตนของ อุปกรณ์ (devices), แอพพลิเคชัน (applications) และเกตเวย์ (gateways) จาก

- DevEUI - ค่าเอกลักษณ์ของอุปกรณ์ (end-device) ขนาด 64 บิต, รูปแบบ EUI-64 (เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว ไม่ซ้ำ)
- DevAddr - ค่าตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์ (device) ขนาด 32 บิต  (แปรผัน ไม่คงที่ ค่าเปลี่ยนแปลงตามการเชื่อมต่อแต่ละครั้ง)
- AppEUI - ค่าเอกลักษณ์ของแอพพลิเคชัน (application) ขนาด 64 บิต, รูปแบบ EUI-64 (เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว ไม่ซ้ำ)
- GatewayEUI - ค่าเอกลักษณ์ของเกตเวย์ (gateway) ขนาด 64 บิต, รูปแบบ EUI-64 (เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว ไม่ซ้ำ)

* EUI = Extended Unique Identifier

อุปกรณ์ (Devices)

อุปกรณ์ของ LoRaWAN จะมีค่าเอกลักษณ์ [บ่งชี้] (DevEUI) ขนาด 64 บิต ที่กำหนดให้อุปกรณ์แต่ละตัวมาจากโรงงานผู้ผลิตชิป อย่างไรก็ตาม การสื่อสารทั้งหมดจะทำงานโดยอาศัยค่าตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์แบบแปรผัน (DevAddr) ขนาด 32 บิต [ประกอบด้วย 7 บิตถูกจองไว้สำหรับระบบ The Things Network ส่วนที่เหลือ 25 บิต ถูกจองให้อุปกรณ์แต่ละตัว] ซึ่งแจกจ่ายในอุปกรณ์ ระหว่างขั้นตอนที่เรียกว่าการเปิดใช้งาน (Activation)

การเปิดใช้งานแบบ Over-the-Air (OTAA)

การเปิดใช้งานแบบ Over-the-Air (OTAA) จะเป็นวิธีที่แนะนำและความปลอดภัยมากที่สุดในการทำงานกับระบบ The Things Network อุปกรณ์ทั้งหมดจะดำเนินขั้นตอนเข้าร่วม (join-procedure) กับเครือข่าย ระหว่างนั้นจะได้รับการแจกจ่ายค่าตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์แบบแปรผัน (DevAddr) และรหัสรักษาความปลอดภัย (security keys) [AppSKey และ NwkSKey] จะได้รับการจับคู่กับตัวอุปกรณ์

การเปิดใช้งานแบบกำหนดค่าส่วนบุคคล (ABP)

ในบางกรณีคุณจะต้องติดตั้งค่า DevAddr รวมถึง security keys [AppSKey และ NwkSKey] ในกับตัวอุปกรณ์เลย ซึ่งมันก็คือการเปิดใช้งานแบบกำหนดค่าส่วนบุคคล (ABP) นั้นเอง วิธีการนี้ดูเหมือนจะง่ายเพราะเราข้ามขั้นตอนเข้าร่วม (join-procedure) แต่จะมีข้อเสียบางอย่างเกี่ยวกับระบบรักษาความปลอดภัย

รับทำ PCB ออกแบบและพัฒนา วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบ Internet of Things (IoT)
ติดต่อได้ที่ https://www.facebook.com/micro4you หรือแอด Line ID: https://line.me/R/ti/p/%40aud1377c

หรือดูรายละเอียดที่ http://www.electoday.com/index.php/topic,17.0.html

ขอบคุณ ครับ