LPWAN v ČR a první reálné zkušenosti v pilotním projektu

13 . 1 . 2017

Rok 2016 byl z pohledu IoT rokem příchodu nízkopříkonových rádiových technologií (LPWAN) minimálně na náš trh. Do komerčního provozu byly uvedeny hned dvě národní infrastruktury – první je Sigfox, provozována společností Simple Cell Networks a.s., a druhá infrastruktura nad standardem LoRaWAN, kterou spustily České Radiokomunikace a.s. Zatímco první zmíněná infrastruktura je nyní poměrně dobře dostupná na území České republiky a z její podstaty také v mnoha státech nejen v Evropě, pak LoRaWAN započala svůj rozjezd zprvu v krajských městech a nyní se dále úspěšně rozvíjí tak, aby rovněž dosáhla přívlastku ,,národní“. V roce 2016 jsme také zaznamenali několik více či méně úspěšných pokusů o rozjetí privátních či izolovaných infrastruktur na LoRaWAN. Za zmínku v tomto ohledu stojí také síť budovaná kolem Plzně pod zájmovým sdružením PlzenecNET. Všechny tyto aktivity posunuly i počáteční nesmělé krůčky kolem prvních IoT LPWAN projektů o pořádný kus dopředu. Dále si pojďme přiblížit jeden konkrétní projekt.

Mikropilot odečtů vodoměrů pro SmVaK

Myšlenka odečtů vodoměrů dálkovým způsobem je poměrně stará a v mnoha případech také již realizovaná s využitím těch technologií, které byly k dispozici v době uvedení těchto myšlenek do praxe. Vesměs se jedná buď o lokální rádiové odečty systémů typu read-by-walk nebo jejich modifikace, které přenášejí lokálně nashromážděná data pomocí technologie GSM nebo některé ryze síťové technologie (ethernet, wifi) do databází provozovatele distribuční vodárenské sítě. Snad jedinou výjimkou je zde existence rádiové sítě na 169 MHz, kterou by bylo možné považovat za jakéhosi průkopníka LPWAN, ovšem ne tak při pohledu na cenu za koncovou jednotku a následně přenos dat. Naše společnost se rozhodla na základě přání zákazníka vyvinout kompletní odečítací jednotku vodoměru Sensus 420 a otestovat přicházející IoT LPWAN technologie v praxi.

 

               Odečítací jednotka napojená na vodoměr SENSUS

Ve vytipovaných lokalitách okresu Frýdek-Místek bylo nasazeno celkem 10 jednotek, které dokázaly načítat reálnou spotřebu vody proudící sledovaným vodoměrem, sestavit z ní paket vhodný pro přenos a odvysílat jej. Následně pak z tzv. backendu s využitím popsaného API, kam data dorazila, dokázaly přečíst sledovanou spotřebu a vizualizovat či exportovat ji pro další využití na straně uživatele. Vznikl tak celý ekosystém typu čidlo-infrastruktura-aplikace, který prokázal životaschopnost té myšlenky, která je už více než rok rozebírána na různých fórech.

Pro uvedení myšlenek do praxe jsme zvolili infrastrukturu Sigfox díky její dostupnosti v uvažovaných lokalitách, kde by byla instalována, a také díky vstřícnému postoji operátora. Byli jsme příjemně překvapeni zejména dostupností v těžkých indoor podmínkách a také poměrně dobrou spolehlivostí přenášených dat tam, kde signál splňoval kritéria pro garanci přenosů. Objektivně řečeno, pokud jsme nainstalovali zařízení do cca 5 km od nejbližší BTS, pak bylo možné počítat i s těžkým indoor pokrytím a prakticky bezeztrátovým provozem. Snad za vše hovoří naše zatím nejnáročnější instalace do kanálové šachty, kde bylo čidlo umístěno cca 30 cm pod zemským povrchem a nejbližší BTS nebyla blíže než zhruba 7 km. Přesto se podařilo přenést 80 % zpráv a bez potíží z nich zrekonstruovat např. průtokovou křivku, či mít poměrně přesnou informaci o stavu vodoměrů z této lokality.

Závěrem tedy bylo konstatováno, že Sigfox je pro tyto účely a tak, jak je v ČR budován, velmi vhodnou technologií. Nicméně jsme se i přesto rozhodli otestovat v praxi také síť LoRaWAN, ačkoliv jsme si byli vědomi, že se bude jen velmi těžko srovnávat narrowband technologie Sigfox s relativně širokým pásmem zabírající technologií LoRaWAN. Právě šířka pásma hraje do karet technologii Sigfox, protože z principu zajišťuje daleko lepší penetraci do indoor prostředí. Motivací pro otestování LoRaWAN byla zvláště pak její otevřenost a nepoměrně širší aplikační pole při využití HW koncové odečítací jednotky. Naše testy dopadly nad očekávání dobře a pouze pro shrnutí lze konstatovat, že se potvrdila horší penetrace do indoor prostředí tak, jak jsme očekávali – nicméně to platí pouze při větších vzdálenostech od GW. Naštěstí si tento nedostatek uvědomují plánovači sítě, a jak České Radiokomunikace, tak PlzenecNET, avizují zhruba 3x větší počet GW, než má Sigfox BTSek, což by mělo vést ke srovnatelnému pokrytí.

Při testech obou technologií jsme si ale začali uvědomovat fakt, že se jistě vyskytnou místa, kde neuspějeme ani s jednou ze zmíněných technologií. Z tohoto důvodu jsme přemýšleli nad jakýmsi přijímačem (tzv. repeaterem) pro jednu či druhou technologii. Zde zase pro změnu dominuje LoRaWAN tak, jak je otevřen její standard i pro nestandardní kousky. S využitím dostupných transceiverů LoRaWAN lze totiž poměrně snadno realizovat pouhým doplněním FW tzv. přímý rádiový mód, kdy lze využít pro přenos jak pásmo 868 MHz, tak 433 MHz, a data z velmi těžko dostupných míst pak přenést LoRa modulací k místu, kde je dostupný infrastrukturní signál. Na tomto místě pak poslouchá opět přijímač LoRa a v momentě, kdy obdrží data, se opět pomocí mechanismu ve FW přepne do infrastrukturního módu a data dále přenese. Takový přijímač (repeater) pak může spolupracovat i s více jednotkami a vytvořit tak velmi levnou mini GW verzi. Naše společnost již vybavuje vhodným FW čidla, která vyrábíme, a z každého čidla lze pouhou konfigurací vyrobit repeater, proprietární nebo infrastrukturní čidlo. Tím se otevírají ještě další možnosti – např. pro již zmíněné read-by-walk systémy, kdy není potřeba žádný jiný HW. Bohužel technologie Sigfox je v tomto ohledu nepoměrně komplikovanější, což plyne z její uzavřenosti. Realizovat podobný repeater by představovalo doplnit stávající HW o další přenosový prostředek, což má negativní vliv na cenu koncového zařízení a v konečném důsledku taky na jeho spotřebu. Je ovšem otázkou, zda Sigfox vůbec něco takového bude potřebovat, když vezmeme v úvahu jeho dobré penetrační schopnosti. Nicméně toto bude potřebovat další zvážení a bude záležet také na konkrétní aplikaci.

Celý ekosystém IoT je pochopitelně potřeba uzavřít nějakou smysluplnou vizualizací/aplikací. Také zde jsme tedy nelenili a s partnerskou firmou vyvinuli alespoň základní pohled na přenášená data. Pochopitelně tato data čeká ještě transport do zákaznických systémů pro účely fakturace, či do jiných aplikací za účelem archivace nebo následné analýzy.

1 . 3 . 2017

AsixWAN - vlastní LoRa network infrastruktura

 

 

Společnost hiDeSign s.r.o. a Solidus Tech s.r.o. nabízejí vlastní ucelené řešení, jehož základem je Network Server, dále
jen NS, mající za úkol koordinovat komunikaci mezi senzorem, přenosovou branou, dále jen GW (gateway) a aplikací.

13 . 1 . 2017

LPWAN v ČR a první reálné zkušenosti v pilotním projektu

Rok 2016 byl z pohledu IoT rokem příchodu nízkopříkonových rádiových technologií (LPWAN) minimálně na náš trh. Do komerčního provozu byly uvedeny hned dvě národní infrastruktury – první je Sigfox, provozována společností Simple Cell Networks a.s., a druhá infrastruktura nad standardem LoRaWAN, kterou spustily České Radiokomunikace a.s. Zatímco první zmíněná infrastruktura je nyní poměrně dobře dostupná na území České republiky a z její podstaty také v mnoha státech nejen v Evropě, pak LoRaWAN započala svůj rozjezd zprvu v krajských městech a nyní se dále úspěšně rozvíjí tak, aby rovněž dosáhla přívlastku ,,národní“. V roce 2016 jsme také zaznamenali několik více či méně úspěšných pokusů o rozjetí privátních či izolovaných infrastruktur na LoRaWAN. Za zmínku v tomto ohledu stojí také síť budovaná kolem Plzně pod zájmovým sdružením PlzenecNET. Všechny tyto aktivity posunuly i počáteční nesmělé krůčky kolem prvních IoT LPWAN projektů o pořádný kus dopředu. Dále si pojďme přiblížit jeden konkrétní projekt.

11 . 11 . 2016

Sigfox MINI UNI Certification ID P_0065_E5DE_01

S potěšením oznamujeme, že náš vlastní produkt sensor MINI UNI splnil SIGFOX certifikaci P2 a od 10.11. nese označení Sigfox Ready zařízení.  

    Certifikační  autorita SIGFOX na základě zhodnocení       konstrukce a měření dospěla k závěru,  že čidlo             SIGFOX MINI UNI lze provozovat v síti SIGFOX a           udělila našemu senzoru certifikaci pod číslem:                          P_0065_E5DE_01.

Astra Ericcson Business Sec com Mitel