工業(yè)4.0：LoRaWAN技術(shù)的優(yōu)勢與應(yīng)用程序

　　隨著工業(yè) 4.0 的發(fā)展研學體驗，人們對 基于無線電的傳感器 興趣也在增加。 LoRaWAN (遠程廣域網(wǎng))是一種在這種背景下越來越流行的技術(shù)提供深度撮合服務，正在引起工業(yè)公司的關(guān)注深刻內涵。了解 LoRaWAN 技術(shù)提供的優(yōu)勢以及它是否可以使您的應(yīng)用程序受益。

　　1. 射程遠最為突出、能耗低

　　LoRaWAN 是一種所謂的 LPWAN 無線電技術(shù) (低功耗廣域網(wǎng))逐步改善。與傳統(tǒng)的 WLAN 相比，這種無線網(wǎng)絡(luò)可以在不消耗大量能量的情況下實現(xiàn) 較長的傳輸范圍 (高達 15 公里)。每當必須從 廣泛分散的測量點獲取傳感器數(shù)據(jù)時落實落細，LoRaWAN 都是理想的解決方案。點可以包括分布在城市地區(qū)的廢物容器或在大型工作場所流通的帶有原材料和輔助材料的容器組成部分。由于 能量要求低深入闡釋，基于 LoRaWAN 的無線電傳感器無需更換電池即可運行數(shù)年。這可以節(jié)省時間和金錢高效化。

　　2. 高性價比的數(shù)據(jù)傳輸

　　除了低能耗之外大大提高，另一個幫助工業(yè)公司保持運營成本(OPEX)盡可能低的因素：由于 LoRa 在 免許可頻率范圍內(nèi)工作，因此可以建立 不產(chǎn)生額外成本的私有公司網(wǎng)絡(luò)用于發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)完成的事情≌{整推進；蛘撸部梢砸跃哂谐杀拘б娴姆绞皆L問公共 LoRa 網(wǎng)絡(luò)研究成果，這些網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)由荷蘭發展契機、韓國和瑞士等國家的電信公司在全國范圍內(nèi)提供。

　　3.穿墻

　　任何嘗試過在家中的每一層都設(shè)置無線局域網(wǎng)但未成功的人都知道問題所在：混凝土和鋼材很快就成為無線電傳輸看似不可逾越的障礙機製性梗阻。在工業(yè)應(yīng)用中關註點，由于對數(shù)據(jù)的可用性和完整性的高要求廣泛認同，這個問題更加嚴重 。LoRaWAN 在 亞千兆赫范圍內(nèi)傳輸系統，這意味著來自 LoRa 傳感器的無線電信號 可以成功地穿過幾堵混凝土墻的方法。這使得該技術(shù)適用于 室內(nèi)和室外使用例如，在公司大樓內(nèi)的網(wǎng)關(guān)可以接收來自分布在公司場所的傳感器的信號的情況下方法。LoRa 傳感器還可以從地窖和其他地下區(qū)域廣播生產創效。

　　4. 易于擴展的無線電網(wǎng)絡(luò)

　　一旦建立了 公司自有的 LoRaWAN ，如有必要進行探討，可以快速擴展星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密協作。無需昂貴且耗時的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃來添加更多網(wǎng)關(guān)——它們只需適合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。作為一個額外的好處管理，更多的網(wǎng)關(guān)可以連接更多的傳感器并更快地傳輸傳感器數(shù)據(jù)。這可以延長電池供電的無線電傳感器的使用壽命。

　　5切實把製度、安全傳輸

　　工業(yè)環(huán)境中對 安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?明顯高于其他領(lǐng)域優化上下。借助 LoRaWAN 技術(shù)，數(shù)據(jù)在從傳感器傳輸?shù)绞褂?AES128 標準的互聯(lián)網(wǎng)軟件應(yīng)用程序時被加密最新。有了這種端到端加密發揮重要作用，這種 LPWAN 技術(shù)是工業(yè)公司無線傳輸數(shù)據(jù)的好選擇。

　　LoRaWAN 安全

　　安全性是任何大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)部署的首要問題模樣，對于任何 LPWAN 來說都極為重要取得顯著成效。

　　LoRaWAN? 利用兩層安全性：一層用于網(wǎng)絡(luò)，一層用于應(yīng)用程序數據顯示。網(wǎng)絡(luò)安全確保網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的真實性責任，而應(yīng)用安全層確保網(wǎng)絡(luò)運營商無法訪問最終用戶的應(yīng)用數(shù)據(jù)。

　　因此實現，LoRaWAN 規(guī)范定義了兩層加密：

　　終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間共享的唯一 128 位網(wǎng)絡(luò)會話密鑰

　　在應(yīng)用程序級別端到端共享的唯一 128 位應(yīng)用程序會話密鑰 (AppSKey)

　　LoRaWAN 上的數(shù)據(jù)經(jīng)過兩次加密;傳感器數(shù)據(jù)由節(jié)點加密持續向好，然后通過LoRaWAN協(xié)議再次加密;只有這樣它才會被發(fā)送到 LoRa 網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)通過普通 IP 網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

　　網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器擁有網(wǎng)絡(luò)會話密鑰(NwkSkey)估算，并解密 LoRaWAN 數(shù)據(jù)活動上。然后達到，它將數(shù)據(jù)傳遞給應(yīng)用程序服務(wù)器，應(yīng)用程序服務(wù)器使用應(yīng)用程序會話密鑰 (AppSKey) 解密傳感器數(shù)據(jù)大型。

　　這一點很重要的可能性，因為 LoRa 網(wǎng)關(guān)在開放頻率上運行，因此可以從附近的任何傳感器接收數(shù)據(jù)不可缺少。因此服務品質，LoRa 網(wǎng)關(guān)不能解密傳感器數(shù)據(jù)變得很重要傳遞。

　　需要注意的是，添加加密的是 LoRaWAN 通信協(xié)議過程。LoRa 傳輸本身是簡單的無線電波傳輸的發生，無法加密。

　　LoRaWAN? 設(shè)備有兩種加入網(wǎng)絡(luò)的方式進一步完善。第一個是OTAA相結合，即空中激活。設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)交換一個 128 位的 AppKey影響。當設(shè)備發(fā)送加入請求時相關性，AppKey 用于創(chuàng)建消息完整性代碼(MIC)，然后服務(wù)器使用 AppKey 檢查 MIC製高點項目。如果檢查有效的必然要求，服務(wù)器會創(chuàng)建兩個新的 128 位密鑰，即應(yīng)用會話密鑰 ( AppSkey ) 和網(wǎng)絡(luò)會話密鑰 ( NwkSkey )物聯與互聯。這些密鑰使用 AppKey 作為加密密鑰發(fā)送回設(shè)備狀況。收到密鑰后，設(shè)備會解密并安裝兩個會話密鑰有很大提升空間。

　　NwkSkey用于保證從設(shè)備到 LoRa 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的消息完整性要求。AppSkey用于從設(shè)備到應(yīng)用服務(wù)器的端到端 AES-128 加密。

　　網(wǎng)絡(luò)加入的第二種方法是ABP認為，即個性化激活運行好。在這種情況下，設(shè)備會話密鑰是由用戶插入的紮實，因此可能存在安全問題同期。

　　使用免許可頻率的 LoRa 的監(jiān)管注意事項

　　LoRa 設(shè)備在開放頻率范圍內(nèi)傳輸，無需政府許可即可傳輸可能性更大。即 LoRa 在免許可頻段運行鍛造，無需政府或州的許可即可在這些頻率上傳輸。