Сетевые протоколы связи для системы управления «Умным городом»
В проектах для сферы ЖКХ для объединения приборов учета в сеть для передачи данных до недавнего времени массово применялись проводные технологии связи на основе стандартов RS-485, M-Bus требующие существенных затрат на этапе монтажа данных сетей. Однако сейчас на первый план выходят беспроводные технологии, позволяющие передавать данные с приборов учета дистанционным способом непосредственно на сетевой шлюз. Это технологии LoRa и NB-IoT.
Технология LoRa (Long Range) — радиочастотная технология дальней связи ISM-диапазона LoRa, работающая в нелицензируемых частотах. Данный стандарт связи применяется для задач, в которых необходима передача небольших пакетов данных и важен экономичный расход ресурсов элементов питания устройства. Приборы учета с технологией передачи данных LoRa могут работать от одного элемента питания до нескольких лет. В отличие от других радиочастотных технологий LoRa обладает высоким уровнем помехоустойчивости, что обеспечивает высокую дальность связи: 1–3 км в городе и 15–20 км на открытом пространстве.
Основой технологии LoRa является открытый протокол LoRaWAN, который обеспечивает надежную доставку сообщений и сквозную безопасность за счет AES шифрования. Протокол обеспечивает полную двустороннюю связь, а также работу различных классов устройств (A, C). Класс A – это приборы с автономным питанием, передающие данные строго по расписанию, как правило, не более 2х раз в сутки (теплосчетчики, водосчетчики). Класс C – приборы, находящиеся постоянно на связи (электросчетчики).
В ряде случаев для организации канала связи на основе LoRa не требуются ресурсы операторов связи, поэтому обмен информацией между приборами учета и базовой станцией (сетевым шлюзом) можно считать условно бесплатным. Необходимы только затраты на развертывание самой сети.
Технология NB-IoT (Narrow Band Internet of Things) построена на использовании существующих сетей сотовой связи, благодаря чему в перспективе имеется возможность обеспечить большую зону покрытия.
NB-IoT так же, как и LoRa, обеспечивает передачу небольших пакетов данных с невысоким уровнем энергопотребления. За счет использования узкополосной частоты (напомним, что NB-IoT работает в сетях LTE) достигается высокая помехоустойчивость и дальность связи.
Передача данных в сетях NB-IoT осуществляется посредством протокола MQTT – протокол обмена сообщениями по шаблону издатель-подписчик. За шифрование и безопасность данных отвечает криптографический протокол SSL. Кроме того, каждый прибор учета оснащается SIM-картой, с помощью которой происходит регистрация в сети сотового оператора.
Затраты при организации передачи данных посредством технологии NB-IoT зависят от выбора сотового оператора и агрегатора данных.
Помощь в реализации беспроводных технологий!
- Комментарии
