¿Qué es la puerta de enlace LoRaWAN?

La puerta de enlace LoRaWAN es un componente de hardware central en la arquitectura LoRaWAN IoT a través del cual se pueden recopilar datos de los dispositivos y reenviarlos a un servidor de red. Se puede decir que no existe una red LoRaWAN IoT sin una puerta de enlace LoRaWAN.

(Arquitectura de IoT LoRaWAN)

Composición de la puerta de enlace LoRaWAN:

En términos de construcción, una puerta de enlace LoRaWAN se compone principalmente de dos componentes: el host y el concentrador.

El primer componente, llamado host, es el cerebro de la puerta de enlace LoRaWAN. En realidad, es una microcomputadora responsable de controlar el concentrador para realizar la función de transceptor inalámbrico y reenviar los paquetes de datos al servidor de red. El software clave que se ejecuta en el host se llama reenviador de paquetes y decide qué servidor web aceptará los paquetes recopilados por la puerta de enlace LoRaWAN .

El segundo componente es el concentrador. Es la parte RF (radiofrecuencia) de la puerta de enlace LoRaWAN y tiene un chip RF en su parte frontal, que puede recibir datos al mismo tiempo. Hay un chip de banda base digital en el concentrador que realiza el procesamiento de la señal digital en la señal de RF para que sea significativa para el host. El host y el concentrador de la puerta de enlace LoRaWAN se comunican en serie a nivel de placa.

Además del concentrador y el host, cada puerta de enlace LoRaWAN necesita una cosa muy importante: el gabinete. El shell protege la puerta de enlace de las variables del entorno circundante. El gabinete variará según el entorno de uso previsto; por ejemplo, una puerta de enlace interior utiliza un gabinete compacto. Las puertas de enlace exteriores, por otro lado, utilizan recintos más resistentes, duraderos e impermeables.

(Puerta de enlace NiceRF LoRaWAN)

Frecuencia de las puertas de enlace LoRaWAN

Al igual que otras puertas de enlace, las puertas de enlace LoRaWAN también deben funcionar en una frecuencia operativa específica. Al implementar puertas de enlace en países específicos, se deben seguir los parámetros regionales de la Alianza LoRa. Sin embargo, no existe una frecuencia universal y cada país tiene leyes diferentes con respecto al uso de bandas de MHz sin licencia. Por ejemplo, la banda de frecuencia LoRaWAN en China es CN470 (470-510MHz), mientras que las de Europa y Estados Unidos son EU868 (863-870MHz) y US915 (902-928MHz) respectivamente. Cada país tiene su canal específico. Para obtener más información, puede consultar el archivo de parámetros regionales de LoRa Alliance.

Por cierto, las puertas de enlace y los dispositivos LoRaWAN deben tener el mismo horario de frecuencia para funcionar. Si el dispositivo LoRaWAN utiliza un plan de frecuencia diferente al de la puerta de enlace LoRaWAN, el dispositivo no será visible para la puerta de enlace. En este caso, la puerta de enlace LoRaWAN no tiene forma de reenviar los datos del dispositivo al servidor de red.

(Diagrama de bloques de operación de la puerta de enlace LoRaWAN)

Las puertas de enlace LoRaWAN se implementan en línea o fuera de línea

Dependiendo de los requisitos y limitaciones de la aplicación de IoT, las puertas de enlace LoRaWAN se pueden implementar en línea o fuera de línea. Para una puerta de enlace en línea, necesita tener una red de retorno para conectarse a Internet, y su retorno de comunicación puede ser WiFi, Ethernet, celular, etc. Las puertas de enlace conectadas en línea utilizan principalmente servidores de red LoRaWAN implementados en la nube, estos servidores incluyen principalmente The Things Stack, la plataforma Tencent Cloud IoT y AWS IoT Core para LoRaWAN, etc. Cuando la puerta de enlace LoRaWAN se implementa fuera de línea, puede utilizar el servidor web integrado de la propia puerta de enlace LoRaWAN o conectarse a un servidor web implementado localmente en un PC o servidor. Uno de sus principales servidores web para redes locales es Chirpstack. En este caso, independientemente de si la puerta de enlace está en línea o fuera de línea, debe registrarse en el servidor web LoRaWAN y luego configurar el reenviador de paquetes de manera adecuada.

La puerta de enlace LoRaWAN parece complicada, pero en realidad es sólo un "intermediario" entre el dispositivo y el servidor de red. Su primera tarea es recibir paquetes eligiendo el plan de frecuencia adecuado, que por supuesto se adapta a las necesidades del equipo en la región donde se implementa. El segundo trabajo es reenviar correctamente los datos al servidor web, durante el cual la puerta de enlace LoRaWAN se registra con el reenviador de paquetes. Con estos completamente configurados, es posible tener una puerta de enlace LoRaWAN en funcionamiento en poco tiempo.