LoRa - IOT 1


LoRa - IOT 1



1. 사물인터넷 ( Internet of Things ) 과 무선통신 기술
 
사물인터넷이란?
각종 사물에 센서와 통신기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술의 의미 한다. 부가설명으로는 인터넷으로 연결된 사물들이 데이터를 주고 받아 스스로 분석하고 학습된 정보를 사용자에게 제공하거나 사용자가 이를 원격조정 할 수 있는 인공지능 기술.

 1) 사물들이 인터넷에 연결된다. 
사물인터넷에서는 인터넷이 가장 중요하다. 인터넷이 연결되어 있지 않다면 사물 인터넷이라고 이야기 할수 없다. 

인터넷에 사물들이 연결된 이유는 무엇인가? 데이터 공유

 2) 사물들이 수집한 데이터를 인터넷에 공유한다. 

공유된 데이터로 무엇을 하는가? 정보 만들기
3) 공유된 데이터를 분석하고 학습하여 필요한 정보를 만든다. ( AI )
이 부분이 인공지능의 핵심 기능이다. 
  
4) (AI가 생산한) 정보를 기반으로 필요한 동작을 수행한다.
필요한 동작 : (1) 사용자에게 정보 제공 (소극적) (2) 다른 사물 (제2, 제3의 사물)을 동작시키게 하는 것 (적극적)
  
  실제 사례>  에어컨 리모컨 없는 세상
   

 에어컨 리모컨 없는 세상 -> 외부 온도에 따른 적합한 실제 온도 분석하는 기능
원리 > IoT
 (1) 실내 온도 (31도) 측정 -> (2) 인터넷 통해 가전회사서버에 접촉 ->  (3) 실외 온도 측정을 위해 기상청 서버로 부터 40도라는 온도 받아냄-> (4) 적합한 온도 찾아내어 인터넷 통해 설정

  실제사례 > IoT 블랙박스
  
   
IoT 블랙박스 -> LoRa 접목기술
원리 >
(1) 충격 감지 -> 충격감지한 event 송출 -> (2) 가장 가까이 있는 기지국에서 신호 받기 -> (3) 네트워크 서버로 전송 (단말기 서버의 주인이 누구인지 분석) -> (4) 어플리케이션 서버로 보냄 (단말기의 차주에 대한 정보 가짐 (단말기 차주 전화번호 알아냄)) -> (5) 해당하는 번호의 전화기로 문자 발송 
* 보이지 않는 곳에 많은 기능 존재한다.
* IoT는 한회사가 독점하기 보다 생태계를 만들어서 협업하는 방향으로 가야 한다.


 2. IoT를 구성하는 구성요소
 
1) IoT의 주체 : 일반 사용자, 정부, 기업
 -> 정부, 기업은 IoT의 인프라를 구축하거나 IoT서비스를 개발하는 역할을 한다. 반면 일반 사용자는 개발된 서비스를 이용하는 사람이다.

 2) IoT 기술단위 : Device, Connectivity, Platform, Application
 -> 모든 구성요소가 다 있어야 한다.
       
      실제 사례 > 에어컨 리모컨 없는 세상, IoT 블랙박스
      
사물(Device)
Platform, Application

에어컨
가전회사서버(AI)
유선, 무선 connectivity를 통해 가전회사 서버로 간다.
블랙박스
블랙박스 서버
LoRa Connectivity를 통해 SKT Thing Plug에서 블랙박스 서버로 간다.
    - 플랫폼 ex : 아마존 AWS, MS Azure... (플랫폼은 사용화 된 것을 사용하는 것이 좋다)
     - Connectivity ex : LoRa, NB-IOT(IoT 전용), Lte(상용화)... (정해진 것 사용하는 것이 좋다)


나의 IoT 서비스에 가장 적합한 Connectivity는?
3. IoT 무선 통신 기술

   - 유선의 한계 : 유지 보수가 어렵다. 그래서 무선 Connectivity를 이용

   IoT 무선 통신기술은 Short Range인지 Long Range인지로 우선 나뉘고 Long Range에 서 비면허 대

 역과 면허대역으로 나뉜다. 
   
     - Short Range는 10m 정도에서 잘 동작한다. ex ) WiFi, ZigBee, Bluetooth
     - Long Range는 1km 이상에서 잘 동작한다. 
        - 비면허 대역는 모든 사람에게 열려있는 주파수 대역이다. 그래서 개발하거나 사용 에 있어 편리하다. ex ) LoRa Alliance,SigFox
        - 면허대역은 통신사가 주파수를 사서 쓰는 것이어서 비용이 많이 든다. 
           ex) NB-IOT, 3G, Lte, eMTC, Lte-M

        
     
   세로축 : 대역폭    가로축 : 전송거리
   
   - Short Range N/W WiFi Zigbee Bluetooth(BLE) : 전송거리가 10m 보다 짧고 대역폭이 wide하다. 
   - 3G/LTE, LTE-M, eMTC, NB-IoT : 1km 이상의 전송거리를 가진다. 높은 전송 대역폭을 가진다. 
   - LoRa, SigFox : 1km 이상의 전송거리를 가진다. 대역폭이 작다. -> LPWA 
     * LPWA 1) 특징 : 저전력 소모, 높은 전송거리 (coverage)
                    2) 장점 : 배터리를 사용하는 작은 (소형) 기기에 적합한 기술이다. (LoRa포함)
                    -> 동전크기의 배터리를 썼을 때 1년 정도 사용가능하다. 그래서 작은 IoT 기기에 사용하기 매우 적합하다.
                3) 예제 : sigFox, LoRa
                  
SigFox
LoRa
표준
자체 규격 따름
>     독점형 구조이기 때문에 비용으로 해결해야 한다.
Alliance의 개방형 표준 따른다. 국내외 500여 기관의 단체들이 연합해서 협회 만들었다.  
-> 우리나라 ex ) SK, TTA        포함 (스펙 1.0 ~1.1)
Payload
(LoRa의 최대 전송 데이터)

255(byte)
LoRa 1.01
주파수 환경이 좋지 않을 경우 -> 65bytes (SF12)
주파수 환경이 최상일 경우 ->255 bytes (SF7)
LoRa 1.02
  주파수 환경이 좋지 않을 경우 -> 51bytes (SF12)
  주파수 환경이 최상일 경우 -> 222bytes (SF7)
배터리 수명

8.75년 -> 1년
하지만 그대로 받아드리면 안된다. 
LoRa Device만 들어가는 것이 아니다. MCU, 센서 등을 넣어야 한다. 그렇기에 배터리 수명이 더 줄어 들 수 밖에 없다. 대부분 1년이다. -> 이에 대해 배터리를 더 많은 방식으로 해결 하고 있다.
통신거리

도심 2~15km
시골 30km
평균 15km

참고 :

서울 IoT 워크숍 LoRa 강의 01강 : 

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