LoRa là gì? Nguyên lý hoạt động ra sao? Có vai trò gì trong IoT?

Long Range là công nghệ hiện đại và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực liên quan đến Internet. Và nếu bạn tò mò về kỹ thuật này hãy đọc bài viết dưới đây của Thác Trầm Hương Mobile nhé. Chúng tôi sẽ giải thích rõ ràng cho bạn về nguyên lý hoạt động cũng như vai trò của lora IoT là gì?

Khái niệm LoRa là gì?

Đây là công nghệ truyền thông không dây được phát triển để hỗ trợ kết nối các thiết bị IoT (Internet of Things) từ xa mà không cần nguồn điện lớn. Thuộc sở hữu của Tập đoàn Semtech từ năm 2012, Long Range đã nhanh chóng được áp dụng rộng rãi. Đặc biệt là ở những khu vực mà việc truyền dữ liệu gặp khó khăn về khoảng cách cũng như yêu cầu khuếch đại công suất để nhận thông tin.

Một trong những ưu điểm lớn của công nghệ này là sử dụng tần số thấp và có khả năng xuyên qua vật cản tốt. Bao gồm cả tường và tòa nhà, từ đó góp phần tăng độ ổn định cho kết nối.

Đồng thời, trong thời đại IoT ngày càng hiện đại như ngày nay, lora Nó còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Chẳng hạn như quản lý thông minh, nông nghiệp thông minh và theo dõi hàng hóa. Ngay cả các thành phố thông minh cũng thường sử dụng công nghệ này để giám sát và điều khiển các hệ thống như đèn đường, cảm biến nước và đo chất lượng không khí. Đồng thời, do hiệu quả sử dụng năng lượng nên nó đã trở thành lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng theo dõi y tế và sức khỏe.

Nguyên lý hoạt động của Long Range là gì?

Để phát triển và sử dụng công nghệ Long Range, nhà phát triển đã tận dụng tối đa các tính năng của kỹ thuật Chirp Spread Spectrum. Dành cho những ai chưa biết thì đây là kỹ thuật liên lạc không dây trong đó tần số tín hiệu thay đổi theo thời gian dựa trên sơ đồ sóng phức tạp..

Cụ thể, đối với nguyên lý hoạt động của Long Range trước hết sẽ tận dụng công nghệ tín hiệu Chirp sẽ chia làm 2 loại: tăng dần theo thời gian “Up-Chirp” và giảm dần theo thời gian “Down-Chirp”. ”. Trong đó, dữ liệu gốc sẽ được truyền đi nhờ sự khuếch đại tần số rất lớn. Tiếp theo, dữ liệu sẽ được mã hóa và chia thành nhiều phần nhỏ để tạo thành sóng Chirp.

Cuối cùng, để gửi tín hiệu đến máy thu, hệ thống sẽ sử dụng ăng-ten phát sóng. Đồng thời, nhờ Spread Spectrum, khả năng lan truyền tín hiệu có khả năng chống nhiễu cũng như tăng tính bảo mật cho hệ thống.

Hơn nữa, nhờ sự tách biệt của công nghệ hiện đại nên tín hiệu truyền từ công nghệ Long Range chỉ cần công suất thấp. Đó là lý do tại sao nó được truyền đi xa hơn, có khi lên tới hàng km.

Ngoài ra, người dùng cần biết thêm một số thông tin hữu ích khác liên quan đến dải tần hoạt động của công nghệ này sẽ nằm trong khoảng từ 430 MHz đến 915 MHz. Ví dụ, ở châu Á băng tần là 430 MHz, ở Trung Quốc là 780 MHz, ở Mỹ là 915 MHz và ở một số khu vực châu Âu là 433 MHz hoặc 866 MHz.

LoRa đóng vai trò gì trong IoT?

Công nghệ này đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực Internet of Things (IoT) bằng cách cung cấp giải pháp truyền thông không dây hiệu quả. Đặc biệt, chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với các hệ thống mạng thông thường. Vì vậy, nó là sự lựa chọn lý tưởng cho môi trường IoT đa dạng và phức tạp.

Chưa hết, khả năng truyền tải trên khoảng cách xa khiến nó trở thành giải pháp ưu việt cho các ứng dụng IoT trong khu vực. Từ nông thôn, thành thị hoặc trong môi trường công nghiệp, nơi cơ sở hạ tầng truyền thông có thể không được phát triển đồng đều.

Ngoài ra, công nghệ còn giúp kết nối các thiết bị IoT như cảm biến, thiết bị đo lường, thiết bị điều khiển từ xa rất tốt. Hơn nữa, mô hình truyền thông hai chiều của LoRaWAN Cung cấp khả năng gửi và nhận dữ liệu. Từ đó, cho phép các thiết bị không chỉ thu thập thông tin mà còn nhận được lệnh từ trung tâm điều khiển.

Nhìn chung, đối với IoT, Long Range chính là “cầu nối” giữa thế giới vật chất và môi trường số, mang đến khả năng kết nối linh hoạt, liên tục trong mọi điều kiện. Với sự ổn định, hiệu quả sử dụng năng lượng và khả năng kết nối đường dài, công nghệ này đóng vai trò thiết yếu trong việc thúc đẩy sự phát triển và triển khai IoT trên toàn thế giới.

Công nghệ LoRa có những tính năng nổi bật gì?

Sau khi đã tìm hiểu về khái niệm và nguyên lý hoạt động, bạn đọc sẽ cần biết thêm về một số ưu điểm của công nghệ này. Điểm hấp dẫn nhiều đơn vị lớn sử dụng Long Range là nó có nhiều chức năng nhưng lại không tiêu tốn nhiều năng lượng. Như vậy, nó sẽ giúp tăng tuổi thọ pin, cũng như giảm chi phí vận hành.

Đặc điểm tiếp theo là kỹ thuật truyền dẫn, tuy có tốc độ thấp nhưng vẫn đảm bảo cung cấp đủ băng thông cho các ứng dụng trong Internet of Things (IoT). Một số trường hợp đặc biệt quan trọng bao gồm định vị, theo dõi tài nguyên và gửi thông tin trạng thái.

Hơn nữa, công nghệ này còn được chuẩn hóa theo công thức mạng mở. Điều này có nghĩa là chúng có khả năng kết nối các nút giữa máy tính và nhiều thiết bị khác trong hệ sinh thái IoT. Như vậy, các nhà máy lớn cũng như doanh nghiệp sẽ lựa chọn công nghệ này để đảm bảo tính ổn định khi triển khai ứng dụng IoT ở mọi nơi.

Ưu điểm cuối cùng là công nghệ này sở hữu quy trình mã hóa end-to-end hay còn được gọi với cái tên phổ biến là AES128. Thông qua đó, người dùng có thể xác thực thông tin giữa nhau, cũng như đảm bảo tính bảo mật và bảo vệ trong quá trình truyền dữ liệu.

Công nghệ LoRa có những hạn chế gì?

Như thông tin chúng ta vừa đọc, Long Range có rất nhiều ưu điểm vượt trội và hữu ích. Đồng thời, công nghệ này cũng có nhiều nhược điểm mà bạn cần biết.

Ví dụ, điểm yếu lớn nhất của Long Range là không có khả năng truyền dữ liệu đòi hỏi dung lượng lớn. Bởi vì tải trọng của công nghệ bị giới hạn ở 100 byte. Vì vậy, nếu truyền đi lượng dữ liệu lớn sẽ ảnh hưởng đến tốc độ truyền và nhận thông tin.

Bên cạnh đó, đối với cuộc sống đô thị đông đúc, khả năng lắp đặt cổng vẫn còn nhiều hạn chế. Đặc biệt khi cần triển khai mạng quy mô lớn với số lượng lớn thiết bị IoT. Chính vì vậy khả năng mở rộng lora không được đánh giá cao.

Đồng thời, công nghệ sử dụng các kênh tần số hạn chế và có thể bị hạn chế trong việc xử lý số lượng lớn thiết bị truy cập cùng lúc. Điều này có thể dẫn đến xung đột và giảm hiệu suất mạng.

Ngoài ra, để có thể triển khai một hệ thống hoàn chỉnh cần có nhiều cổng và thiết bị kết nối. Nhìn chung, Long Range không yêu cầu chi phí vận hành nhưng người dùng cần phải bỏ ra một số tiền lớn để thiết lập nó.

Ứng dụng công nghệ Long Range vào thực tế

Bên cạnh khả năng tương thích với các thiết bị IoT, Long Range còn hỗ trợ nhiều khía cạnh khác. Và từ những ưu, nhược điểm của Long Range, người dùng cần biết thêm về khả năng ứng dụng của công nghệ này trong thực tế. Nhờ đó, bạn sẽ biết cách sử dụng các kỹ thuật truyền tải thông tin từ xa một cách hiệu quả nhất.

Trong mô hình nhà thông minh (Smart Home)

Công nghệ Long Range đã được tích hợp vào nhiều ứng dụng trong các mẫu nhà thông minh, mang đến sự tiện lợi cho người dùng. Độc đáo nhất, người dùng có thể mua các thiết bị có khả năng kết nối với công nghệ mạng này để tối ưu hóa trải nghiệm của mình. Ví dụ: mua đèn, quạt hoặc điều hòa có thể điều khiển từ xa. Vì vậy, bạn chỉ cần sử dụng ứng dụng điện thoại là có thể sử dụng những thiết bị thông minh siêu tiện lợi này.

Ngoài ra, lora tích hợp vào hệ thống an ninh nhà thông minh để truyền dữ liệu từ cảm biến báo động và camera an ninh đến trung tâm điều khiển hoặc điện thoại di động. Từ đó, gia chủ có thể theo dõi, quan sát mọi hoạt động diễn ra trong ngôi nhà của mình.

Và thật tốt khi người dùng còn có thể sử dụng công nghệ Long Range để theo dõi lượng nước sử dụng, đo mực nước và thông báo mực nước bất thường. Với phương pháp này, bạn có thể nắm bắt được công suất tiêu thụ, cũng như đảm bảo chi phí sử dụng nước trong phạm vi cho phép.

Trong mô hình đô thị thông minh

Hệ thống chiếu sáng đường phố có thể sử dụng công nghệ để điều khiển đèn đường dựa trên thời gian trong ngày. Hơn nữa, hệ thống đèn giao thông cũng có thể tận dụng công nghệ này để điều chỉnh tín hiệu tại các nút giao thông dựa trên thông tin thời gian thực về tình hình giao thông.

Hơn nữa, các cảm biến công nghệ Long Range cũng có thể được triển khai để theo dõi chất lượng không khí, đo các thông số như PM2.5, CO2 và ozone. Chúng thậm chí còn có khả năng phát hiện mức độ ô nhiễm từ nhiều nguồn khác nhau như nhà xưởng công nghiệp và giao thông.

Trong mô hình y tế và chăm sóc sức khỏe

Thiết bị đeo thông minh sử dụng công nghệ lora để theo dõi các thông số sức khỏe như nhịp tim, hoạt động thể chất, giấc ngủ và các chỉ số sức khỏe khác. Dữ liệu này có thể được truyền đến hệ thống quản lý sức khỏe từ xa để theo dõi sức khỏe tổng thể của bệnh nhân.

Độc đáo hơn, công nghệ Long Range còn được tích hợp vào các thiết bị theo dõi sức khỏe người cao tuổi khi ở xa. Từ đó, người thân hoặc bác sĩ có thể quan sát và biết được những cảnh báo về những trường hợp cấp cứu hoặc những thay đổi đột ngột về sức khỏe của người bệnh.

Kết luận

Với những thông tin gần đây, giờ đây chúng ta đã biết lora được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Không chỉ trong các doanh nghiệp, nhà máy lớn mà nó còn được ứng dụng trong đời sống hằng ngày của chúng ta. Từ đây, Thác Trầm Hương Mobile hy vọng các bạn sẽ biết cách tận dụng công nghệ này để nâng cao chất lượng cuộc sống của mình.

Xem thêm:

• IoT là gì? Những điều cần biết về IoT và ứng dụng trong cuộc sống
• Internet là gì? Lợi ích và tác hại của Internet