IoT na wyższym poziomie

Domowe urządzenia, które działają w ramach IoT (np. lodówka czy termostat), najczęściej łączą się między sobą przy pomocy sieci wi-fi bądź bluetooth. To rozwiązanie sprawdza się, gdy mamy do czynienia z niewielkim obszarem oraz – ze względu na duże zapotrzebowanie tych urządzeń na prąd – tylko w przypadku urządzeń na stałe podłączonych do źródła zasilania. Jednak sieci IoT obejmujące duże obszary korzystają z wielu urządzeń (głównie czujników), które wymagają ciągłego zasilania, a doprowadzenie do nich energii elektrycznej (za pośrednictwem sieci lub akumulatorów) jest kłopotliwe i kosztowne. Na potrzeby właśnie takich zastosowań (nazwanych Industrial IoT) stworzono LPWAN (Low Power Wide Area Network).
– Wymiana wszystkich elementów infrastruktury miasta na inteligentne jest na obecnym etapie skrajnie nieopłacalne, dużo lepszym rozwiązaniem jest wyposażenie istniejących obiektów (jak np. latarnie) w sensory i układy sterujące, dzięki którym zyskają one funkcje „smart” – zapewnia Maciej Lipiński z firmy Bcast, operatora radiowo-telewizyjnego, który pracuje nad wdrożeniem LPWAN w Polsce.
Informacje zbierane i wysyłane przez takie czujniki ważą zazwyczaj około kilku-kilkanastu kilobajtów, zatem czas pracy tych urządzeń na zasilaniu bateryjnym liczy się w latach. Do komunikacji sieć LPWAN może wykorzystywać maszty radiowo-telewizyjne, anteny operatorów komórkowych czy inne wysokie obiekty. Według firmy Bcast, sieć LPWAN umożliwia połączenie tysięcy urządzeń zlokalizowanych na wielu kilometrach kwadratowych powierzchni w jedną spójną sieć IoT bez gigantycznych nakładów na infrastrukturę.
Także w przypadku LPWAN niezbędny jest standard gwarantujący kompatybilność urządzeń, a obecnie najczęściej wykorzystuje się w tym celu standard LoRa, stąd do określania takich sieci używa się akronimu LoRaWAN. Pojedyncza bramka z anteną umożliwia pokrycie sygnałem obszaru w promieniu od 5 do 15 km, bez względu na przeszkody terenowe. Co więcej, LoRaWAN w Europie pracuje w tzw. paśmie nielicencjonowanym o częstotliwości 868 MHz, a zatem za jego użytkowanie nie trzeba wnosić opłat. W ramach tego standardu każde urządzenie może przekazać maksymalnie 5,5 kilobitów danych na sekundę, co czujnikom w zupełności wystarcza do komunikacji. Komunikacja LoRaWAN odbywa się dwukierunkowo, więc urządzenia – oprócz wysyłania sygnału – mogą również zdalnie odbierać polecenia. Co istotne, standard LoRa wspierany jest przez szereg globalnych firm w ramach tzw. LoRa Alliance, do którego należą m.in. Orange, IBM czy Cisco.
Zastosowania LoRaWAN można podzielić na trzy główne obszary:

• przemysłowy – LPWAN na bieżąco może przekazywać informacje o stanie urządzeń oraz ich otoczenia (np. aktualnie wykonywane zadanie, temperatura czy poziom zbiorników), a także o ich położeniu, jako że LPWAN umożliwia śledzenie nadajnika w przestrzeni bez wykorzystania GPS;
• publiczny – system IoT może m.in. zarządzać ruchem ulicznym, przetwarzaniem odpadów komunalnych, a także błyskawiczne wykrywać awarie sieci i instalacji;
• prywatny – użytkownicy domowi ponoszą niższe koszty przy budowie własnego smart-domu zarówno podczas instalacji, jak i użytkowania (brak opłat i niższe zużycie energii).

– Nasz wrocławski zespół zbudował własną bramkę LoRa oraz testowe czujniki. Na razie skupiliśmy się na funkcjonalnościach dla miast – nasze sensory odczytują i przesyłają już informacje o temperaturze i wilgotności powietrza. Obecnie pracujemy nad tym, aby czujniki były pomocne także w walce ze smogiem. Planujemy również wyposażyć sensor w odbiornik GPS i przygotować unikalny produkt do mobilnego pomiaru powietrza – mówi Maciej Lipiński z Bcast.