Разбираемся, почему популярная технология беспроводной передачи данных не подходит для управления освещением.
Для того, чтобы понять что же такое LoR, нужно небольшое погружение в историю создания и развития технологии LoRa. Миниатюризация датчиков, снижение их энергопотребления и цены послужило предпосылкой для появления энергоэффективной технологии передачи данных. Очень заманчиво, когда датчик может работать 10 лет от одной батарейки: ты решаешь свою задачу, а через 10 лет придет уже новое поколение умных устройств. В начале 2010-х годов начали появляться решения, а потом появился стандарт.
Название LoRa является сокращением от слов Long Range Radio, что в переводе означает дальняя радиосвязь. Данный стандарт был разработан американскими компаниями Semtech и IBM Research весной 2015 года и предназначен главным образом для сетей M2M и IoT. 16 июня 2015 года была выпущена спецификация протокола “LoRaWAN v.1.0.”
Для поддержки этой технологии была создана открытая некоммерческая организация “LoRa Alliance”, целью которой является стандартизация LoRaWAN для его совместимости с существующими сетями с низким энергопотреблением. По словам “LoRa Alliance”, всего несколько станций с LoRaWAN смогут обеспечить покрытие в пределах целых городов или даже стран. LoRa Alliance включает в себя такие ведущие компании Северной Америки, Европы, Африки, Азии, как Cisco, IBM, Semtech, Singtel, российская компания Lace и другие.
Фактически, LoRa (Long Range) — запатентованная, проприетарная технология модуляции маломощной сети передачи данных со скоростью 0,3-50 кб/с и дальностью от 1-2 до 10-15 км (в идеальных условиях) в нелицензируемом диапазоне частот. Тут появляется первый минус технологии - проприетарность (закрытость) технологии, а это значит, что, например, патенты потенциально могут быть запрещены санкционной политикой.
Накопленный опыт прикладных решений на LoRa и развитие этой технологии сделали ее идеальным решением в той части умных домов, зданий и городов, где требуется гарантированная передача небольшого объёма данных, возможности длительной работы сетевых устройств от автономных источников питания, большого территориального охвата беспроводной сетью при минимальных затратах на создание сети базовых станций. Основными областями применения технологии LoRa являются беспроводные сети датчиков, автоматизация сбора показаний приборов учета, системы промышленного мониторинга.
Как всегда бывает, имея широко разрекламированный и доступный инструмент - возникает желание применить его для решения более широкого спектра задач, а именно для управления освещением. Но в этой задаче есть нюансы:
- Необходима работа с датчиками, при этом отклик на срабатывание датчика должен составлять не более 0,1 - 0,3 секунд. Задержки в сети LoRa составляют от нескольких секунд до десятков секунд.
- Должна быть возможность управления логическими зонами на объекте, в которых находятся десятки светильников. В технологии LoRa, построенной по принципу Звезда, оконечные устройства не могут обмениваться данными напрямую или отправить информацию широковещательно, то есть сразу всем соседям. То есть, групповые операции невозможны и свет в зонах будет включаться полампово, с большой задержкой.
- Даже для субгигагерцовых частот (433, 868 мГц), которые, в идеальных условиях, на разрешенных законом мощностях, могут “пробивать” сотни метров и даже десятки километров, в реальных условиях городов ограничиваются расстоянием приема до десятков метров. Построение по принципу “Звезда” потребует значительного увеличения количества базовых станций.
А что SUNRiSE? Технология создавалась именно для решения задач управления освещением и отлажена в прикладных проектах разных направлений: промышленность, логистика, уличное освещение, освещение АБК.
Топология построения сети управления по принципу “Шина” позволяет сделать решение надежным, так как нет центральных узлов, и выход из строя, или просто отключение питания части оборудования не скажется на работе системы в целом.
Передача данных напрямую между узлами: от датчика движения к светильникам, от кнопочных постов к светильникам - позволяет сократить задержки в реакции до 0,2 - 0,3 секунд, то есть управление происходит в режиме реального времени.
Возможность каждому прибору служить ретранслятором позволяет решать проблемы со связью с удаленными участками систем управления освещением без увеличения количества базовых станций. На практике есть опыт управления яркостью улицы длиной в 5 километров с одного шкафа управления в режиме реального времени.