GoodWAN технология LPWAN

Разработанная компанией GoodWAN технология LPWAN обеспечивает передачу коротких, редких, значимых сообщений от экономичных автономных датчиков, расположенных на больших расстояниях друг от друга. Создана для задач, в которых LTE-M и существующие LPWAN сети оказываются неэффективны.

�� Концентрация на конкретных оптимальных массовых кейсах, а не на универсальности - как LoRaWAN или специализация на ЖКХ (Стриж, Вавиот).
�� Использовании своего (20 лет+) и мирового опыта для разработки оптимальной LPWAN технологии, максимально приспособленной для для обслуживания самых массовых, не доступных ранее применений.

• Технология объединяет свойства UNB и LoRa каналов.
• Дальность выше, чем у LoRa.
• Пропускная способность шлюза на максимальной дальности - на порядок выше, чем у LoRa.
• Симметричный по дальности обратный канал.
• Устойчивость к помехам и подавлению сигнала на физическом уровне.
• Работает на движущихся объектах без заметной потери дальности.
• Максимально короткая длина посылки, оптимизированная под каждый кейс применения.
• Различные типы радио модулей, оптимизированные для создания различных классов LPWAN устройств.
• Необходимый уровень защиты канала (код целостности и подлинности сообщения, шифрование данных).
• Возможность применения динамического кодирования ID устройств и динамических ключей шифрования.
• Оптимизация технологиидля конкретных массовых кейсах, максимально отстроенных от NB-IoT решений.

Основные характеристики радио тракта для безлицензионных LPWAN технологий

• Дальность работы в прямом канале: до 50 км в прямой видимости, 10 км в сельской местности, 3 км в черте плотной городской застройки.
• Малое потребление передатчика, длительный срок службы батареи.
• Работа, в основном, в безлицензионном диапазоне частот 433 МГц, 868 МГц, или 2,4 ГГц с мощностью 10–100 мВт и, чаще всего, ограниченным рабочим циклом 0,1% или 1%.
• Низкая физическая скорость передачи информации (увеличение скорости приводит к сокращению радиуса действия системы).
• Высокая чувствительность приемника – 138дБм и более.
• Малый объем передаваемых сообщений – в несколько байт или десятков байт.
• Небольшое количество передаваемых сообщений в сутки.
• Предпочтительно наличие обратного канала.
• Шифрование сообщений

Особенности технологий GoodWAN

• Главная особенность и основное преимущество GoodWAN – это с большой пропускной способностью и высокой помехозащищенностью прямой канал (как у SigFox) и, одновременно, симметричный по дальности, простой в реализации и дешевый обратный канал (как у LoRa).
• Для передачи в прямом канале используется UNB сигнала с частотной, а не фазовой модуляцией, как это реализовано у SigFox, что значительно улучшает качество передачи информации с движущихся объектов.
• Цифровая обработка сигнала в Базовой станции реализована на специализированном сигнальном процессоре, что сделало себестоимость БС ниже конкурентов, без ухудшения ее характеристик, повысило устойчивость к «зависаниям» системы и понизило ее энергопотребление.
• GoodWAN предлагает решение проблемы роуминга движущихся объектов в сети из множества пространственно распределенных Базовых станций, которая не имеет качественного решения ни у SigFox (Стриж, Вавиот), ни впротоколе LoRaWAN.

Расчетные характеристики пропускной способности LoRaWAN (RU) vs GoodWAN

Сравниваем пропускную способность up канала при стандартной длине и 20% вероятности наложения посылок

Выводы: Пропускная способность up канала GoodWAN шлюза в 10-20 раз превосходит возможности LoRaWAN шлюзов

Базовая станция М1 (UNB - без обратного канала)

• Одноплатное решение, встроенная грозозащита
• Исполнение Single Chip DSP Solution
• Внешняя антенна ISM 868 МГц и внутренняя GSM
• Исполнение всепогодное, с возможностью крепления на мачте антенны
• Питание сетевое 220 В или постоянное 9-18 В, потребление, не более 4 Вт
• Передача информации на сервер через встроенный GSM модем.
• Возможность передачи СМС сообщений на телефон пользователя минуя сервер.
• Чувствительность, -144 дБм
• Обрабатываемая полоса, 92 КГц
• Избирательность по соседнему каналу, 75 дБ
• Избирательность по блокирующим помехам, 120 дБ
• Интермодуляционная избирательность, 80 дБ
• Динамический диапазон, 120 Дб
• Помехоустойчивое кодирование
• Диапазон рабочих температур, -40...+85°С

Базовая станция М4 (LoRa+UNB)

• Прямой канал на базе оригинальной UNB технологии, обратный канал на базе LoRa.
• Исполнение в специальном защитном металлическом шкафу, питание 9-18 В, потребление, не более 10 Вт, встроенная грозозащита
• Встроенный Ethernet/WiFi модуль
• Чувствительность, -144 дБм
• Обрабатываемая полоса, 2-4 полосы по 20 КГц
• Избирательность по соседнему каналу, 75 дБ
• Избирательность по блокирующим помехам, 120 дБ
• Интермодуляционная избирательность, 80 дБ
• Динамический диапазон, 120 Дб
• Помехоустойчивое кодирование
• Обратный канал LoRa, 25 мВт
• Диапазон рабочих температур, -40...+85°С

«Ёжик» - шлюз ретранслятор между LPWAN и GoodWAN (другими сетями)

• Использование специальных LPWAN Репитеров существенно расширяет покрытие, закрывает мертвые зоны LPWAN сетей
• Повышает эффективность работы в зонах большой концентрации конечного оборудования
• удешевляет стоимость и увеличивает срок службы конечного оборудования
• повышенный радиус действия датчиков нижнего уровня по сравнению с стандартными ZigBee и Z-Wave решениями умного дома
• применение WiFi точек доступа с подключенными к ним Радио-Датчиками эффективно дополняет LPWAN решения в местах высокой концентрации интернет коммуникаций
• автоматическое распознавание голосовых команд с подключением к искусственному интеллекту
• дешевые и простые в подключении дополнительные датчики для эффективного контроля за оборудованием и помещениями

Применение

• Ритейл: Поле применения IoT в ритейле очень широко: это трекинг продуктового ассортимента, интерактивное взаимодействие с покупателями, маркетинг, аналитика покупок, мобильные платежи, управление торговыми остатками и активами
• ЖКХ: Используется для сбора информации о показаниях различных счетчиков ЖКХ (горячая и холодная вода, электричество, тепло, газ) с импульсным выходом для систем учета и биллинга энергоресурсов. Устройство подсчитывает количество импульсов, полученных от счетчика с импульсным выходом и передает эти данные на базовую станцию с установленной периодичностью.
• Датчики температуры и влажности. Используется в задачах мониторинга температуры на промышленных объектах, в ЦОДах, офисах, торговых центрах, детских, лечебных, спортивных и других учреждениях. Может использоваться на транспорте и в сельском хозяйстве. В зависимости от конкретной задачи программируется период передачи данных и устанавливаются два уровня температурного коридора, при выходе за которые происходит переход на ускоренную передачу данных.
• Датчик мусора. Предназначен для измерения и передачи пользователям информации об уровне заполнения мусорных контейнеров. Ультразвуковой датчик, установленный на контейнере, периодически измеряет уровень его заполнения и посылает значение через БС на сервер для обработки/ хранения/ статистики/ анализа и реагирования.
• Датчик открытия дверей. Предназначен для фиксации, сбора и доставки пользователям информации о фактах открывания различных дверей. Возможные применения: офисные двери, дверцы шкафов, ящики столов, технические лючки, шкафчики, щиты и др.
• Датчик работы оборудования. Предназначен для контроля потребления электроэнергии различного оборудования. Крепится сверху на сетевой провод, не требует электрического контакта и вмешательства в конструкцию и сетевые провода контролируемого оборудования.
• Датчик вибрации. Используется в задачах мониторинга состояния мостов, зданий и иных инженерных объектов. Регистрирует амплитуды и частоты вибраций объекта. В зависимости от задачи - в соответствии с устанавливаемой периодичностью, устройство передает на БС значение максимальной амплитуды вибрации и частоту, соответствующую этой амплитуде.
• Датчик уровня сыпучих продуктов/жидкости (ГСМ в «бочках»). Предназначен для измерения и передачи пользователям информации об уровне сыпучих продуктов или заполнения хранилищ ГСМ, жидкостей. Ультразвуковой датчик, может устанавливаться в стандартную 2-х дюймовую пробку на 200 литровую бочку или большее по размеру хранилище. Также может устанавливаться над сыпучими продуктами. Датчик периодически измеряет уровень жидкости/продукта и посылает значение через БС на сервер для обработки/ хранения/ статистики/ анализа и реагирования.
• Управление парковочным пространством. Решение обеспечивает контроль доступа транспортных средств в зону организации парковки соблюдение правил остановки и стоянки, мониторинг занятости парковочных мест, информирование о наличии свободных парковочных слотов на улично-дорожной сети.
• Решения для мониторинга авто и не только. Решение обеспечивает канал связи с поисковой закладкой в автомобиль (антиугон). Устройство малого размера может применяться на автомобилях, велосипедах, самокатах. Может служить для охраны людей, животных. Датчик имеет встроенный акселерометер, определяющий движение объекта и развитые алгоритмы, по которым в зависимости от движения передаются тревожные сообщения. Датчик периодически (раз в 8 мин -2 часа) пересылает сообщение на сервер. Он может быть активирован по событию либо дистанционно от сервера. Время на активацию составляет порядка 30-60 секунд. Передача GPS/Глонасс координат. Срок службы от батарейки – более 1 года. Может пеленговаться специальным мобильным пеленгатором GoodWAN.
• Датчик двигательной активности и температуры. В основе датчика лежит принцип постоянного мониторинга движений животного с помощью акселерометра и измерения температуры. Во время половой охоты корова проявляет повышенную активность. Акселерометр получает данные о движении, обрабатывает их и сигнализирует о моменте наступления охоты у животного. При подтверждении статистическим анализом данных на сервере отправляется сообщение сотрудникам фермы.
• Дорожный мониторинг метеообстановки. Решение обеспечивает мониторинг фактических метеорологических условий на улично-дорожной сети с целью минимизации и предотвращения ЧС.
• Природный и экологический мониторинг. Решение позволяет создать городскую IoT-сеть с подключением устройств мониторинга окружающей среды и датчиков, интегрированных в сеть Гидромета, и обеспечивающую мониторинг локальных погодных условий, загрязнения воздуха, выброса опасных химических веществ, радиации.