LoRa

LoRa is een protocol om datapaketten op lange aftand (LOng RAnge) te versturen. Dit wordt vooral gebruikt voor pakketten met weinig informatie en lage frequentie van pakketten. Dit is ongeveer in de grootteorde van 10-15 datapunten iedere 5 tot 10 minuten. In ideale omstandigheden, namelijk open ruimte, goede antennes en rechtstreekse line of sight kan de te overbruggen afstand tot enkele kilometers gaan. Obstakels tussen de sensor en gateway hebben echter negatieve invloed op deze signalen. Vooral metalen constructies zorgen voor slechte ontvangst.

Voor het gebruik van LoRa-sensoren is altijd een basestation nodig, in onze oplossingen is dit een Calculus C07W met ingebouwde LoRa concentrator. Deze wordt best zo centraal mogelijk geplaatst om de beste dekking te garanderen. Ook de hoogte van de antenne is hierbij van belang. Hoe hoger de antenne kan hangen, hoe beter. Ook obstakels in de nabije omgeving van de antenne worden best vermeden. Plaats deze dus indien mogelijk niet vlak tegen een metalen wand, maar probeer hiervan weg te blijven.

Bij installaties kan je op basis van enkele waarden in het portaal de plaatsing ook verder optimaliseren.

Bij LoRa heb je ook het risico op packet loss. Tot 10% van de pakketten kan verloren raken. Bij cruciale berichten kan ook een bevestiging gevraagd worden, maar dit is niet aangeraden om dit continue te doen. Je krijgt hierdoor namelijk meer radioverkeer waardoor de andere sensoren het moeilijker krijgen hun berichten te versturen. Als hun bevestigingen dan falen wordt er opnieuw gestuurd, waardoor er meer en meer radioverkeer is.

Er wordt dus ook best geen kritische data, waarvan je je geen dataloss kan veroorloven, verstuurd over LoRa.

RSSI

RSSI, ofwel Received Signal Strength Indication is de ontvangen sterkte van het signaal. Kort door de bocht betekent dit hoe hard je een signaal hoort van de zender. Dit getal is altijd negatief en ligt meestal tussen -120dBm en -30dBm. -120dBm is zeer zwakke ontvangst, -30dBm is zeer sterke ontvangst. Een sensor die berichten stuurt aan -120dBm betekent ook dat bij slechtere omstandigheden er mogelijks meer pakketten verloren gaan raken.

SNR

SNR, ofwel Signal-to-Noise ratio is de verhouding van achtergrondruis ten opzichte van het verstuurde signaal.

Deze waarde schommelt tussen -20dBm en +10dBm. Ook hier geldt weer, hoe hoger de waarde hoe beter.

SF

SF of Spreading Factor is een waarde die specifiek bij LoRa voorkomt, in tegenstelling tot RSSI en SNR, wat beide waarden zijn die algemeen bij radiocommunicatie voorkomen. Spreading Factor is een waarde tussen 7 & 12.

Dit is een setting die zichzelf automatisch aanpast aan de hand van de omstandigheden en de ontvangst. Als vergelijking kan je het zien als een waarde die zegt hoe snel je spreekt. Hoe beter de ontvangst, hoe sneller je kan babbelen en toch nog duidelijk verstaanbaar kan zijn. Als de ontvangst en afstand wat groter is babbel je beter duidelijker en trager. Als een voorgedefinieerd aantal berichten niet bevestigd worden door de gateway gaat de sensor op zichzelf een waarde hoger gaan. SF12 is hier duidelijker dan SF7. Langer sturen betekent echter ook meer batterijverbruik.

Bij Elsys sensoren bijvoorbeeld zorgt dit voor het volgende verbruik:

Spreading Factor Verbruik op 1 jaar in mA Time On Air
SF7 143 mA 41 ms
SF8 235 mA 72 ms
SF9 429 mA 144 ms
SF10 1007 mA 288 ms
SF11 1840 mA 577 ms
SF12 4205 mA 991 ms

Zoals je kan zien gaat het verbruik ook exponentieel omhoog en is het dus ook belangrijk de Spreading Factor zo laag mogelijk te houden. Dit kan algemeen door een betere locatie of plaatsing van sensoren en/of antenne.

Plaatsing Antenne

Een LoRa antenne is geen richtantenne. Deze antennes werken best door deze loodrecht te monteren.

Het ideale scenario is natuurlijk directe line of sight, maar dit is in praktijk zelden mogelijk. Ook bij directe line of sight, maar net boven de grond heb je door de “fresnel zone” ook interferentie van de grond. Dit is ongeveer een ellipsoide rond de line of sight. De exacte grote kan je eventueel berekenen, maar het belangrijkste is te beseffen dat objecten die in de buurt van de line of sight staan ook invloed kunnen hebben en dat dicht bij de grond de aarde ook interferentie veroorzaakt.

LoRa — LoRa documentation
LoRa — LoRa documentation
Updated on 11 januari 2022

Was this article helpful?

Related Articles

Need Support?
Can’t find the answer you’re looking for? Don’t worry we’re here to help!
Contact Support