之前我們跟大家介紹過了LoRaWAN網關是什么、LoRaWAN的網關構成,以及LoRaWAN網關的工作原理等內容。了解完這些理論知識后,今天來教教大家如何正確地去選擇一款LoRaWAN網關?
一般來說,要選擇一款LoRaWAN網關最需要考慮的有2個點。一該款網關的功能特性是否符合你的需求,二這款產品的部署場景主要有哪些、如何運用。
本文以RAK系列的LoRaWAN網關為例,從功耗、頻道數量、天線、范圍等各個方面分析,讓大家能夠快速地選擇出正確、且適合自己的網關。比如:適用于室內與室外或者是適用于個人開發和與商業。
一、選擇網關時考慮的主要功能
對于一款LoRaWAN網關來說,有很多都會影響其使用的效果。本文列出的主要是大眾認為比較重要且適合更多部署場景的。
功耗
我們都知道物聯網(特別是LoRaWAN?)的目的就是要最大限度地降低功耗。一般來說,LoRaWAN 的優點就能夠讓LoRaWAN網關以低功耗的狀態在復雜的場景中工作。通常整個網絡中不僅終端節點由電池/太陽能供電,網關也由電池/太陽能供電,然后部署在沒有電源的偏遠地區,從而實現低功耗運行。當然,這并不意味著網關都是低功耗的。
RAK的網關功耗因型號和功能存在差異,但都保持在6W 峰值功耗限制內。市面上還有些網關的額定功率高達 15W,因此,低于 10W 的功率值就被認為是衡量良好性能的標準。
商業網關系列- 6W 峰值
樹莓派網關系列- 5W 峰值
RAK LoRaWAN網關
集中器模塊
集中器是網關的射頻前端。它允許你同時處理傳入LoRa 幀、解調和信號處理等。簡而言之,它是網關的射頻核心。
由于Semtech 是唯一的數字基帶處理器制造商,因此與給定平臺不兼容的處理器是獲取不到的。目前,有4種型號可供用戶選擇。
SX1308:這是最低層型號。它具有最小的靈敏度和最大的輸出功率。它仍然可以像其他集中器一樣同時處理8 個通道,并支持 SF7 到 SF12。
SX1301:設計為高于SX1308的型號,具有更高的靈敏度和最大的輸出功率。它的目的是為戶外網關提供更遠的覆蓋范圍,這是迄今為止使用最多的型號。
SX1302:此型號是SX1301 的后續版本。它提供更低的電流消耗,簡化了集中器的散熱設計,從而降低了成本。此外,因為它在SF5至SF12運行,它可以處理更多的數據量。它還增加了一些其他功能,如增加時鐘穩定性和專用的精確計時功能。目前它開始主導市場,并用于目前生產的網關中。
SX1303:此型號具有SX1302 的所有改進功能,提供更低的電流消耗和散熱。但它也引入了另一個附加功能。例如,利用Semtech芯片的集中器模塊提高時鐘穩定性和專用精確計時功能(TDOA)。
由上可得知,SX1302是未來網關的最佳選擇。目前RAK無論是商業網關還是開發者網關,都使用了SX1302,它已成為最受追捧的解決方案。
LoRaWAN網關集中器的類型
RAK提供以下產品,主要都是基于SX 芯片和外形:
集中器模塊網關產品SX 芯片外形尺寸
RAK2245RAK7243/44 (開發者網關)SX1301Pi HAT
RAK2246RAK7246 (開發者網關)SX1308Pi HAT
RAK2247RAK7240/49/58 (商業網關)SX1301mPCIe 卡
RAK2287RAK7248/68 (開發者√商業網關)SX1302mPCIe 卡
RAK5146RAK7289 (商業網關)SX1303mPCIe 卡
頻道數量
一般來說,頻道有兩個類別:
單通道網關
由于單通道只能接收 1 個頻率通道,這嚴重限制了其節點容量。所以,RAK不提供此類設備。
多通道網關
多通道通常是指8通道網關,但也可以選擇16通道的,如RAK7240/49/89。這些都是標準的。它們可以在處理多個節點數據的多個擴展因子上同時監聽多個信道。注意,所有RAK網關至少是8 個通道。
天線
與網關一樣,LoRa 天線分為室內和室外:
室內型
室內天線的增益較低、體積較小,適合覆蓋范圍較小的網關。RAK室內型天線提供的是2.5dBi。他們使用較小的連接器,如 RAK 提供的RPxSMA接口。
室外型
室外天線體積大、堅固、增益更高。RAK 提供的室外天線,從3dBi 一直到 8dBi。這些采用 N 型連接器,因為它們更重,需要更高的機械穩定性(也需要接口保護)。
LoRaWAN網關天線
天線增益 [dBi]室外/室內連接器
2.0室內型RPxSMA
2.3室內型RPxSMA
3.0室外型N 型
5.8室外型N 型
8.0室外型N 型
覆蓋范圍
一般來說,范圍等同于天線。這種說法很大程度上是正確的,天線的增益越大,節點就可以離網關越遠,并且仍然具有良好的接收效果。當然,影響這一點的還有其他因素。例如,天線和網關的位置也很重要。如果它在室外并且位于很高的建筑物上,障礙物更少,視線(LoS)也會更大。
不過在此有一個缺點,即增益越高,天線的方向性就越強。所以,如果使用了更大的天線(更大的增益),你的射程總是會增加。但是,其他因素也會對其產生影響,因此不要期望性能會呈線性增加。
LoRaWAN 網關覆蓋范圍
下表將顯示RAK網關的潛在范圍:
網關產品網關類型距離
RAK7240/49/89室外型遠
RAK7248室內型/室外型 (帶室外外殼)中/遠
RAK7243/44室內型/室外型 (帶室外外殼)中/遠
RAK7258/68室內型中
RAK7246室內型短
回程連接
就連接類型而言,從網關傳輸數據到云有3 種主要方法,即以太網、WiFi和蜂窩網絡。來自不同品牌的網關,都可以使用上述任何方式。目前所有RAK網關都提供WiFi,區別在于是否有以太網或蜂窩網絡。
網關產品以太網無線網絡連接蜂窩網絡
RAK7240/49/89√√可選
RAK7258/68√√可選
RAK7248√√x
RAK7243/44√√可選
RAK7246x√x
電源:POE、 電池、太陽能
POE、 電池、太陽能在不同的情況下,會產生較大的差異。不過,擁有POE是必須的。它使通過以太網接口連接的網關安裝變得非常方便。電池和太陽能則僅適用于遠離電源位置的應用。由于成本相當高、而且還需要同時使用電池和太陽能電池板才能使系統正常工作,它們很少被使用。
RAK LoRaWAN網關供電方式
網關產品POE電池√太陽能套件
RAK7249/89√可選
RAK7240√√
RAK7258/68√x
RAK7248xx
RAK7243/44可選x
RAK7246xx
工作溫度范圍
正如人們所料,室外網關可以生存在較低的溫度,因為他們擁有工業外殼,室內網關在溫度上限制就較大。
RAK LoRaWAN網關溫度范圍
網關產品溫度范圍
RAK7249/89-30 ~ 55 °C
RAK7240-20 ~ 55 °C
RAK7258/68-10 ~ 55 °C
RAK72480 ~ 55 °C
RAK7243/440 ~ 55 °C
RAK72460 ~ 50°C
耐候性
與溫度一樣,室外網關適合更惡劣的天氣條件,也具有更好的接口防護。
LoRaWAN網關耐候性
網關產品溫度范圍
RAK7249/89IP67
RAK7240IP65
RAK7258/68x
RAK7248x
RAK7243/44x
RAK7246x
平臺兼容性:Packet Forwarder、MQTT Bridge、Basics Station,內置LoRa服務器、遠程管理(WisDM)
由于網關型號的不同,它們的平臺兼容性也有所不同。但最具影響力的應該是:支持MQTT Bridge和Basics Station。這兩種支持將確保你能夠連接到任何第三方平臺。
此外,一個很好的功能是將內置LoRa 服務器集成到網關中。這將其變成了一個獨立的LoRa 基站,可以接收數據,同時實時進行解密和解碼。
另外,MQTT Bridge也是一個非常實用的工具,它允許你將數據轉發到端點。易于配置,其sub/push機制既高效又節省帶寬。對于使用蜂窩回程的 LoRaWAN 網絡來說,這是一個很好的解決方案,因為蜂窩回程的費用很高。
LoRaWAN網關連接第三方服務器管理平臺
網關產品MQTT Bridge內置LoRa服務器Basic Station遠程管理 (WisDM)
RAK7249/89√√√√
RAK7240√√√√
RAK7258/68√√√√
RAK7248√√xx
RAK7243/44√√√x
RAK7246xxxx
固件功能:接口、遠程訪問
固件功能主要取決于網關類別。正如你所看到的,商業網關功能更豐富,界面更直觀,而個人開發者網關更精簡,并依靠用戶提供額外的功能。簡言之,個人開發者網關非常適合首次采用和測試,而商業網關則更像是一個長期的商業解決方案。
RAK LoRaWAN網關的界面
網關產品接口遠程訪問數據包緩存接口故障轉移數據統計OTA 固件升級
RAK7249/89Web UIVPN 客戶端√√√√
RAK7240Web UIVPN 客戶端√√√√
RAK7258/68Web UIVPN 客戶端√√√√
RAK7248CLI可選xxxx
RAK7243/44CLI可選xxxx
RAK7246CLI可選xxxx
二、最佳網關使用案例
上文我們將RAK網關的各個功能都已經列出了,所以接下里我們要來解決一個最重要的問題:哪個網關適合什么應用場景。雖然不存在絕對完美的網關,但合適的方案是存在的,比如下面這些用例就十分適合大家參考:
注意:RAK7268 是升級后的 RAK7258,RAK7289 是升級后的 RAK7249。
最適合快速部署RAK7258/RAK7268此網關易于配置,因為它具有直觀的 Web UI。有 PoE 的存在,部署起來也很方便。由于它適用于室內使用,設計輕巧緊湊,可以安裝在任何辦公室或家中。非常適合快速高效地部署 LoRaWAN 網絡,而無需深厚的技術知識。
最佳戶外網關RAK7249/RAK7289網關的這個儲罐在功能性和穩健性方面都不起阻礙。它擁有一切:易于配置、高級功能、頂級系列、防風雨、多連接和電源選項、遠程訪問和管理等。唯一兩個特點,使其不適合在所有其他類別的勝利是成本效率和部署的便利性。現在,與其他制造商相比,在性能和成本方面,它仍然是同類中最好的。但是,還有其他RAK產品更具成本效益且更易于部署。(這主要是由于戶外部署的性質,而不是網關本身。簡言之,它以合理的價格提供無與倫比的性能。
最佳室內網關RAK7258/RAK7268范圍廣,功能齊全,易于配置,性價比高。
功能包裝齊全的網關RAK7249/RAK7289此網關配備內部備份電池系統,并配有可選的太陽能套件。
成本效益最高的網關RAK7246該網關是RAK提供的最基本的網關。它是一個包轉發器,具有完整的8個通道和最低限度的設計,沒有額外的功能,這正是在成本效益是最高優先考慮的情況下想要的。
大規模部署的最佳網關RAK7240此網關的設計完全考慮到此用例。它在功能和成本效率之間取得平衡,非常適合大規模部署。就功能而言,它接近 RAK7249,但價格更低,可以選擇自定義商標。非常適合創建大型專用網絡。
最適合首次采用者RAK7258/RAK7268其具有良好的成本效益和易用性,但是,這取決于采用者的類型。如果是用來開發和測試,最好看看RAK7248。如果蜂窩網絡是必須的,看看RAK7244C。
最適合開發人員和自定義固件RAK7243/44開發人員希望處于最前沿。同時,他們需要開源平臺提供的代碼。此外,成本效率至關重要,因為這些成本效率不會大規模購買。乍一看,RAK7248似乎是一個完美的適合。然而,稍老的RAK7243/44比它有一個主要的優勢,幾乎沒有性能差異,RAK7243/44C具有蜂窩選項,這在某些開發項目中可能只是必須的。
三、總結
似乎最受歡迎的網關是RAK7268,緊隨其后的是RAK7289,這主要是因為室內和室外部署的性質。適用性因地理位置和項目而異。
當然,其他網關同樣也有自己優勢,但主要是提供一套更具體的功能,適合于較小的各種使用案例場景當中。至于哪個網關最好,最終要取決于它的具體使用,是沒有標準答案的。
RAK LoRaWAN網關的排行榜
希望這篇文章能讓幫助你選擇適合的網關,并讓你對LoRaWAN網關有更深一步的了解。如果你需要進一步比較,可以訪問RAKwireless在線商店進行更詳細的對比。
責任編輯:haq
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