IoT med LoraWAN perspektiver og praktiske erfaringer

Transkript

1 IoT med LoraWAN perspektiver og praktiske erfaringer IDA Tele konference om IoT 22. maj 2018 Partner Tom Togsverd og Co-founder Rune Domsten Indesmatech ApS

2 Hvad er LoRaWAN? LoRa er den fysiske radio teknologi LoRa er Long Range LoRaWAN er en international åben standard for netværk baseret på LoRa. LoRAWAN standarden er Open Source med fri download af kildekoden. LoRaWAN forbinder sensorer (devices), der kommunikerer med en basestation (gateway). Gatewayen er forbundet med en LoRaWAN netværksserver, der udveksler data med det cloud-miljø, som kunden ønsker. Kommunikationen afvikles på det licensfri ISM-bånd på 868 MHz. En basestation kan dække 300 km2, i byområder typisk 10-30km2. Én basestation kan dække op til mere end enheder.

3 LoRaWAN fra LoRa Alliance Lokalisering Uden GPS i ver. 2.0 Roaming optioner: Kommunal roaming Private netværk Sensorer forbundet +15km range Network Operator undendørs (Teracom) Option indendørs AES Secure Data / Control AES Secure Payload/Application Data

4 LoRaWan Smart city trådløs infrastruktur Long Range Max Lifetime Multi Usage Low Cost Op 15km rækkevidde Low power Åbent netværk option Minimal infrastructure Dyb indendørs dækning 5-15 års batteri tid Roaming med andre Low cost sensor noder Gateways til ethernet/3g/4g Open Source Licensfri ISM bånd >100x vs GSM/3G/4G >10 gange NB-IoT > længere end Zigfox Flere gateways mindre strømforbrug Høj kapasitet/antal Multi bruger Public network option Data til alm. servere Open source Ingen leverandør binding 5/23/2018 4

5 Hvordan skabes væg-til-væg løsning? Etablering af Gateway-infrastruktur Aftale med netværksserverleverandør (f.eks. Teracom i DK) og/eller opbygning af egen løsning med gateways i egne bygninger. Brug af egen data hosting eller etablering af ekstern cloud-service Indkøb af devices m/u applikationssoftware Udvikling af egne applikationer på devices i markedet Udvikling af egne løsninger (device og software).

6 Hvad kan LoRaWAN bruges til? Overvågning af bygninger og installationer - Måleraflæsning af vand, varme og el - Måling af temperatur, fugt, CO2, bevægelser, vibrationer - Remote styring af termostater, vinduer, pumper og ventilation Tracking af udstyr (biler, kørestole, instrumenter) Tracking af personer (patienter, personale, ældre) Smart city: Parkering, tømning af affaldsspande, forurenings- og trafikmålinger (biler, cyklister, gående), usædvanlig adfærd.

7 Business- og use cases Intelligent musefælde Overvågning af bolte i vindmøller Kalibrering af kritisk temperatursensor Intelligent kamera til trafiktælling m.m. Remote styring af Animal Control anlæg Intelligent plaster til sårheling Kommunikationsløsning til parkeringssensor Kombination af ventilationsvindue og indeklimamåling Overvågning/alarmering af svinefødsler Hygiejnesensor til fødevare- og farmaindustrien

8 Multiple leverandører på alle områder Teracom

9 Dækning i praksis Sønderborg Sygehus dækkes 98 % af én gateway og 100 % af 2. Aarhus kommune dækkes i brønde og kældre med 20 gateways Fra centrum af Aarhus fanges signalet 20 km væk Fra et fly kan signaler registreres i en afstand af km

10 Udrulning af LoRaWAN smart city gateways Beregning hvis Kerlink ibts Compact benyttes til udendørs brug, og med og uden lokalisering: By områder: Landlige omgivelser: Rækkevidde ca. 2-5 km Areal der dækkes: ca. 3*3*pi=30km2. Gateway overlap faktor på 4 med lokalisering Gateway overlap faktor på 2 uden lokalisering Rækkevidde 5-15km Areal der dækkes: Ca: 10*10*pi= 300 km2 Gateway overlap faktor på 4 med lokalisering Gateway overlap faktor på 2 uden lokalisering

11 Muligheder ved LoRaWAN Fleksibilitet du kan udbygge nettet i den takt, du selv ønsker Hybrid udrulning, benyt operatørs og egne gateways Indendørs dækning under egen kontrol Open source, mange valgmuligheder i hvert led af værdikæden Høj sikkerhed, krypteret tunnel Du kan dele (roame) med andre på samme netværksserver Det er billigt!

12 Sensitivity* What is LoRa : a Smart PHY Layer Spread Spectrum modulation scheme, trading data rate against sensitivity. Extremely efficient modem architecture. Increasing the range by 10x or reducing by 10x the output power dbm -125 dbm -100 dbm -90 dbm < 1 kbps 10 kbps 250 kbps 1 Mbps Data rate * Sensitivity is Data rate and BW dependant

13 Gateway in Aarhus and Copenhagen Receives data distance 100Km

14 Deep - Indoor range test at Sønderborg Hospital Entrance Entrance -1-1 Entrance Gateway: Kerlink Wirnet

15 Waterpump monitoring - test case 1400 meter LoRa versus existing FSK solution TX power (+14 dbm) 868 MHz ISM Gateways placed at rooftops LoRa gives 30 db better link margin better range 0% PER LoRa reaches 1400 meters into 2m deep wells without repeaters. Existing FSK repeaters (eliminated with LoRa) Gateway in urban enviroment Sensor in well (metal shielding closed during test)

16 Ballerup komune Biler - Heatmap

17 Base stations comparison table * = Mostly used Features ifemtocell* Station ibts compact* ibts ISM Bands 868/915 & /868/915 & /915 & /915 & 923 SPN: Small Private Network* 868/915 & /915 & 923 Power supply AC/DC PoE 15W PoE 30W PoE 60W Casing IP31 or IP54 (with connectors) IP67 incl. Mounting kit IP67 incl. Mounting kit IP66 incl. Mounting kit Backhaul WiFi & Ethernet Ethernet & 3G Ethernet & 3G/4G Ethernet & 3G/4G LoRa TX Power 27dBm 27dBm 30dBm 30dBm LoRa radio channels Up to 64 Geolocation Real time radio scanning Diversity Capacity > msg /day > msg /day 1,4M msg /day >Up to 5,6M msg/day Use cases Smart-Building & Indoor densification Smart-Farming, Metering & Industry Asset tracking, Densification, Deep indoor & Dense urban Smart cities Asset tracking, Densification, Deep indoor & Dense urban, Smart cities 17

18 Présentation Kerlink KERLINK portfolio around LoRaWan Wirnet ifemtocell Low cost indoor Recommended for indoor use List price 300 Euro/1 pcs o o o Exclusive features High level of security (secure boot, IPSEC, all SW signed and authenticated, ProvenCore SW and Secure Core ) Radio KPIs management (interferer detection, radio overload...) ERP up to 27dBm 3 versions : 868/915/923 MHz certified CE/FCC/R&TTE/IC Fully packaged Wifi chipset 2.4GHz & 5GHz Ethernet with RJ45 connector Powered by AC/DC external USB Type A connector, used to connect 4G key or for firmware upgrade & debug 18

19 Présentation Kerlink KERLINK portfolio around LoRa Wirnet ibts compact - LoRaWan compatible Localization without GPS LoRaWan 2.0+ Recommended for outdoor use. List price 3000 Euro/1 pcs 19

20 Présentation Kerlink KERLINK portfolio around LoRa Wirnet ibts large city version high capacity Recommended for larger city centers List price approx Euro/1 pcs o Chainable up to 6 boards o o o Possibility to host multiple localization boards Scalable & multi technology upgradeable Exist in compact package See ibts compact o o o o Up to 64 LoRa Radio channels Analog/Digital split to suit worldwide frequency bands Different antennas configurations (omnidirectional, sectorial, diversity) Technological evolution (TDoA, UNB, 169Mhz, private bands) 20

21 Metering examples

22 Light examples

23 Strain Monitor and control examples Temp/CO2/Humidity /Sun/Rain etc Tree health Tamper detection Groundwater level Sour level Snow level Flooding Moist Waste control

24 Indoor monitor and control Fire alarm Temp, humidity Tamper sense Presence sense Various pushbuttons Sound pressure sense

25 Tracking/alarm examples Pet Tracking Alarm Button

26 Other sensors 80 different sensor probes can be attached. Pressure Analyzer I/O functions

27 The intelligent Thermos - Prevas

28 The LoRaWan Rat and mouse trap

29