Low-powernetwerken in wording

Lora: het ultieme tweakersnetwerk?

Inleiding

Het internet-of-things: marketingafdelingen slaan het publiek er al enkele jaren mee om de oren en plakken overal het woord 'smart' of een sticker met 'Internet of Things' op. Is het nou zwaar overschat of juist een kans voor de nabije toekomst? En bovenal: wat ís het eigenlijk?

Volgens de meest gangbare definitie bestaat het iot uit apparaten met embedded systemen, zoals alledaagse voorwerpen, maar ook verbonden 'dingen' in steden, zoals verkeerssensoren, bodem- of watervervuilingssensoren en ga zo nog maar even door. Een smartphone, laptop of pc valt er bijvoorbeeld niet onder.

Mensen denken bij het iot vaak aan bepaalde technieken, maar het bestaat eigenlijk uit een drietal niveaus, de personal area networks, zoals bluetooth en infrarood, de local area networks, met onder andere wifi, en de wide area networks, bekend van de cellulaire netwerken. Die laatste categorie heeft een nieuw type netwerk erbij gekregen, dat zijn sensornetwerken. Het iot bestaat niet uit een van deze netwerken, maar uit een combinatie daarvan. Denk bijvoorbeeld aan bluetooth low power in combinatie met wifi om zo uiteindelijk bij een server uit te komen.

Het internet-of-things, van 'smarthome' tot 'smartcity' en alles daarbuiten. Bron: Wikimedia

In dit verhaal richten we ons op netwerken die een onderdeel van het iot kunnen ondersteunen waarvoor tot kortgeleden eigenlijk nauwelijks goede mogelijkheden waren. Dit type netwerk valt onder de noemer low power wide area network of lpwan. Wat dat betreft is het eigenlijk beter om te praten over een smartsensornetwerk, omdat het in bijna alle gevallen gaat om het meten van een bepaalde waarde en die naar het netwerk verzenden.

Ook kunnen actuatoren aangestuurd worden, zoals bij het aan- of uitzetten van een apparaat op afstand. Al dit soort dingen hebben niet zo veel aan een snelle wifi- of een energieslurpende 4g-verbinding. Dit soort apparaten vereist een stabiele, betrouwbare en goedkope aanpak, waardoor een totaal nieuwe wereld opengaat. Het maakt data logging mogelijk door het bijhouden van allerhande datastromen die worden gegenereerd door vele verschillende sensoren, evenals het bedienen van simpele, maar vaak op moeilijk bereikbare plaatsen zittende schakelaars. Later komt daar wellicht nog locatietracking bij.

LoRaWAN als gamechanger?

In de afgelopen jaren zagen verschillende lpwan-protocollen en technieken het daglicht, en die lijst groeit nog steeds: Sigfox, NWave, LoRa(WAN), OnRamp, Platanus, Telensa, Weightless -N en -P, Amber Wireless, m2m en Narrowband IoT, elk met zijn eigen voor- en nadelen. En dan zullen we er nog wel een paar vergeten zijn.

Voor dit verhaal hebben we ervoor gekozen ons te concentreren op LoRaWAN, oftewel long range wide area network. Dit heeft vooral te maken met de al grote populariteit van dit protocol en de beschikbaarheid van openbare netwerken. We noemen het verder in het verhaal lora, al moet opgemerkt worden dat LoRaWAN en lora appels aan dezelfde boom zijn, waarbij LoRa Node het gesloten deel van het protocol is, beheerd door Semtech, de producent van de chips. LoRaWAN en de rest van de protocolstack zijn open en vallen onder de LoRa Alliance.

Lora is gebaseerd op Semtechs LoRa-modulatie, die in de chip is ingebakken. LoRaWAN is het medium access protocol of mac-protocol dat onder beheer staat van de LoRa Alliance. In de praktijk is het open gedeelte interessant voor het ontwikkelen van applicaties. Leden van de LoRa Alliance hebben ook inzicht in het ontwikkeltraject van het protocol zelf.

De technische specificaties van lora zijn als volgt. Het is mogelijk een afstand te overbruggen tot maximaal 15 kilometer met een standaardgateway, al zou in buitengebieden tot 45km gehaald kunnen worden. Een lora-gateway bestaat uit een of meer lora-chips die een groot aantal verbindingen van nodes aankunnen. De maximale bandbreedte ligt rond de 32kbit/s vlakbij een gateway, al is de theoretische snelheid 50kbit/s. De bitrate is adaptief en vereist minimaal 300bit/s.

Apparaten kunnen op drie verschillende manieren contact houden via de gateway. Apparaten met klasse A versturen slechts af en toe data. Elke keer als het apparaat een signaal verzendt, opent het twee korte momenten voor ontvangst van een retoursignaal. Klasse B hanteert naast dezelfde regels als A een van te voren ingestelde cyclus, bijvoorbeeld dat de node om de vijf minuten luistert naar een signaal, ongeacht of er een signaal vanuit de node verzonden is. Dan is er nog klasse C, die constant luistert naar een mogelijk signaal vanaf de gateway en daarom een externe stroomvoorziening nodig heeft. In het zuinigste geval moet een apparaat met klasse A het theoretisch tot vijftien jaar kunnen uithouden op één batterij. In verband met de bandbreedte mogen apparaten die met de standaard werken toch al niet constant zenden.

De totale omvang van een lora-bericht is niet veel groter dan een sms, maximaal 230 bytesHoe ziet een dergelijk lora-bericht er dan uit? Er zijn een header en een payload. De omvang van het totale bericht is vergelijkbaar met een sms, maximaal 230 bytes voor de inhoud. In de header staat dat het een apparaat is dat met een bepaald netwerk is verbonden, verder staat er een device-id in, wat voor type bericht het is en een integriteitscode als checksum.

De inhoud van het bericht zelf bevat de data van de gebruiker of de klant, afhankelijk van het type netwerk dat gebruikt wordt. De data is versleuteld met een sleutel of application key van de gebruiker zelf. Mocht een gebruiker de data niet zelf versleuteld hebben, dan is de dataoverdracht tussen de node en de gateway toch versleuteld, maar wordt dan aan de gatewaykant ontsleuteld en verder onversleuteld verstuurd. Via een webportal is voor de gebruiker te zien wat de signaalsterkte van het apparaat naar de dichtstbijzijnde node is. De communicatie wordt versleuteld met AES 128.

'Er is nog maar weinig af. Iedereen is nu aan het uitvinden'Nu heb je een apparaat gemaakt met een lora-verbindingsmogelijkheid. Wat voor apparaten dat zijn, daarop komen we later terug. Stel, in de buurt zijn verschillende lora-toegangspunten. Hoe dichter het apparaat bij de node ligt, hoe groter de maximale doorvoersnelheid. Dichter bij een toegangspunt betekent ook minder energiegebruik. Ligt de gateway verder weg, dan is de benodigde hoeveelheid energie om een bericht te verzenden ook groter, omdat het verzenden langer duurt, want de datadoorvoersnelheid neemt af. Met andere woorden, het batterijverbruik is omgekeerd evenredig met de afstand tot de gateway. Dus hoe meer gateways in de buurt, hoe gunstiger het is voor de batterij van het apparaat. Het feit dat lora een adaptieve bitrate ondersteunt, heeft ook nog een ander voordeel, namelijk lokalisatiemogelijkheden, maar daarover later meer.

Overzichtskaart The Things Network-gateways, 4 februari 2016

Het is in principe voor iedereen mogelijk een eigen lora-netwerk op te zetten en zo kan iedereen zijn eigen provider worden, maar dat is niet zo praktisch en ook niet nodig. Wel houdt het in dat een developer makkelijk een 'lokaal' netwerk onder eigen beheer kan opzetten, zonder dat daar een andere provider tussen hoeft te zitten. Dat gemak om een eigen netwerk op te zetten betekent dat bijvoorbeeld The Things Network vorig jaar in anderhalve maand tijd, met behulp van enkele sponsors, een netwerk in Amsterdam kon opzetten.

Lora-nodes of apparaten met een lora-chip maken contact met alle gateways in de buurt. Elke node heeft een eigen id, waarmee dat apparaat op een netwerk geregistreerd kan worden. We gebruiken daar het fictieve Tweakers-loranetwerk voor. Als een apparaat wel op het Tweakers-netwerk, maar niet op het net zo fictieve Srekaewt-netwerk geregistreerd is, dan gooit het Srekaewt-netwerk de verbinding er vanzelf na een tijdje uit.

Een reden om in sommige gevallen gebruik te maken van een lora-provider met veel masten in een groot gebied, zoals een heel land, kan te maken hebben met lokalisatiemogelijkheden, omdat een groter dekkend netwerk over een groter gebied lora-nodes kan lokaliseren. Lokalisatie bij lora werkt met een driepuntsmeting en die werkt op basis van time difference of arrival. Voor driepuntsmetingen is dus het signaal van tenminste drie antennes nodig om zo met behulp van het basisnetwerk de locatie te bepalen. Dat kan dan met een nauwkeurigheid tot tien meter. Met een juiste opstelling van antennes is het ook mogelijk tot diep in grote gebouwen locaties te bepalen. In dat geval hebben bestaande telecomproviders nog een voordeel, omdat ze al beschikken over zeer veel masten waarvan precies bekend is waar ze staan.

Onvolledige lijst van verschillende lpwan-protocollen

Technische mogelijkheden	LoRaWAN	Sigfox	NWave	OnRamp	Weightless -N	Weighless -P	m2m spectrum
Afstand (km)	2-5 (stad) tot 15 tot 45 (vlak land)	tot 10 (stad) tot 50 (vlak land)	tot 10	tot 4	ruim 5	ruim 2 (stedelijk gebied)
Band (MHz)	Wisselt, sub-GHz	868, 902	Sub-GHz	2,4GHz	Sub-GHz	Sub-GHz	800/900
Data­doorvoersnelheid	0,3-50kbit/s (adaptief)	100bit/s	100bit/s	0,08-8kbit/s	30 tot 100kbit/s (adaptief)	tot 100kbit/s (adaptief)
Bi-directioneel	Hangt van modus af	Nee	Nee	Nee (4:1)	Alleen uplink	Ja
Goed signaal binnenshuis	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
Sensoren kunnen tussen nodes bewegen	Ja	Nee	Nee	Ja	Ja	Ja
OTA-upgrades	Ja	Onduidelijk	Nee	Ja	Nee	Ja
Localisatie-mogelijkheid	Ja	Nee	Nee		Nee	Onbekend
Operationeel model	Publiek of privaat	Publiek	Publiek of privaat	Publiek of privaat	Publiek of privaat	Publiek of privaat	Publiek
Standaard	LoRaWAN	Nee	Weightless	Misschien in toekomst (bij ieee)	Weightless	Weightless

De praktijk

Nu is er veel theorie langsgekomen, maar hoe werkt dat dan in de praktijk? Je hebt een lora-compatibel apparaat en dat maakt verbinding met een lora-netwerk in de buurt. De gebruiker moet wel zelf toegang hebben tot het desbetreffende netwerk. Dat loopt via een portal op internet. Stel, we gebruiken weer het fictieve landelijke Tweakers-loranetwerk, dan moet het apparaat in het bereik staan van een Tweakers-lora-toegangspunt, ander krijg je niet zomaar toegang tot het apparaat. Nu zijn we ergens waar geen Tweakers-punt is, maar alleen een Srekaewt-punt. Dan moet je eerst lid worden bij het Srekaewt-netwerk. Als je daar lid bent, kun je het apparaat op dat andere netwerk registreren, aangezien apparaatprofielen ongeacht welk netwerk, over the air geregistreerd kunnen worden. Met andere woorden, als iemand een lora-apparaat op de markt brengt dat zich houdt aan het protocol, dan moet het apparaat op elk lora-netwerk kunnen functioneren.

Dat klinkt misschien wat omslachtig, in de praktijk zal iemand met een lora-compatibel apparaat zich niet vaak buiten het bereik van de eigen lora-provider bevinden. Stel dat je een brandmelder ophangt die via lora verbonden is met een meldkamer; die wordt waarschijnlijk nooit verplaatst. Dat verhaal gaat natuurlijk niet op als er locatietracking in het spel komt, bijvoorbeeld om een pakket uit de Rotterdamse haven te tracken langs de Betuwelijn. Als het pakketje buiten het eigen zendergebied komt, moeten er wel een soort roaming-afspraken gemaakt zijn met de operators over de grens. De leden van de LoRa Alliance maken op dit moment afspraken over een uniforme wijze om deze roamingfunctionaliteit te implementeren.

Lora-netwerktechnologie, overzicht verschillende protocollen en systemen, bron: LoRa Alliance

The Things Network, KPN, Wireless Things en Proximus

In Nederland en België wordt hard aan de weg getimmerd als het gaat om het aanleggen van netwerken. Van de 'oude' netwerkbeheerders zijn KPN en Proximus druk bezig beide landen te voorzien van landelijke dekking. KPN wil het hele netwerk al versneld landelijk dekkend hebben, namelijk al in het tweede kwartaal van dit jaar. Dat het sneller kan, komt door de voorspoedige uitrol. Als belangrijk argument voor het opzetten van zijn netwerk noemt KPN de vele aanvragen die het krijgt voor het opzetten van internet of things-netwerken. Klanten zijn onder andere geïnteresseerd in de track-and-tracemogelijkheden die lora biedt. KPN heeft aangegeven de mogelijkheden rond roaming in samenwerking met Proximus te onderzoeken, waardoor geolocatie ook over de grens van Nederland en België moet werken.

Geolocatie, een belangrijke troef voor dekkende netwerkenIn België is er naast Proximus onlangs een partij bijgekomen, die de naam Wireless Things draagt. De provider is onderdeel van Wireless België en wil een prijsbreker worden ten opzichte van Proximus. Op het moment van schrijven heeft Wireless Things bijna heel Vlaanderen bedekt met een lora-signaal. Het richt zich met zijn diensten onder andere op overheden, met slim parkeren, afvalbeheer en slimme straatverlichting.

Een 'oude bekende' op het gebied van lora is The Things Network. Niet zozeer omdat het zo'n grote speler is, als wel om de achterliggende filosofie. Nadat The Things Network met een aantal sponsors het eerste dekkende lora-netwerk in Amsterdam had aangelegd, kwam het met een campagne op Kickstarter om een goedkope, simpel te installeren lora-gateway te ontwikkelen, waarmee iedereen zijn eigen provider kan worden. Eind december vertelden de twee oprichters uitgebreid over hun beweegredenen en de innovatieve toepassingen die mensen verzinnen voor een lora-gateway, waarvan we op de volgende bladzijde enkele voorbeelden zullen zien. Eigenlijk heeft iedereen ineens ideeën wat ermee te doen, was de conclusie.

Toepassingen

Nu hebben we zelf een netwerk opgezet of we maken gebruik van een al opgezet netwerk dat hopelijk in de buurt beschikbaar is. Toen liepen we naar de winkel en... niets. Er is nog helemaal niets kant en klaar van de plank verkrijgbaar voor dat 'ding' dat het helemaal moet worden. De losse onderdelen zijn wel goed verkrijgbaar en, niet onbelangrijk, vrij goedkoop. Dat laatste is ook een van de oorzaken waardoor lora snel populair wist te worden. Een lora-module, ofwel een chip van Semtech samen met het moederbord, kost niet veel meer dan vijf dollar, afhankelijk van wat er verder op de module zit. Een beetje tweaker klust er probleemloos allerhande sensors aan vast. In de toekomst zitten lora-verbindingsmogelijkheden vermoedelijk in heel veel apparaten, van lichtknopjes tot brandmelders en alles wat nog bedacht moet worden.

Zelfbouw

Op dit moment is het voor gewone consumenten dus nog afwachten wat wanneer beschikbaar zal zijn. Voor de tweaker is er daarentegen een gaaf ontwikkelplatform bijgekomen. Uiteraard is er ook een GoT-draadje te vinden met veel informatie over modules en goede doorverwijzingen naar plekken met nog meer informatie.

Om te beginnen moet je natuurlijk een gateway in de buurt hebben. Als je die niet hebt, kun je zelf een 'Zoek een goedkope sensor uit
en kijk wat er gebeurt'gateway bouwen of er een kopen. Een gateway bestaat uit een SX1301 van Semtech. Deze chip kan zo'n vijfduizend verbindingen aan. Vervolgens kun je met een lora-transceiver verbindingen maken met de gateway. Die chip kan van Semtech zijn, zoals de SX1272 of de SX1276, maar er zijn inmiddels ook verschillende andere chipbakkers die een volledige module maken, zoals Microchip met de RN2483.

Dan kun je aan de slag met je eigen lora-chipset en een Arduino-bordje of iets vergelijkbaars. Wat voor sensor je daaraan koppelt, hangt helemaal van je wensen af. Misschien is een simpele temperatuursensor in eerste instantie handig, maar zelfs een camerasensor moet je zo kunnen uitlezen dat die interessante informatie levert en geen grote hoeveelheden data verstuurt. Mogelijkheden te over.

Ami of area monitoring instrument

De eerste toepassingen die met behulp van lora hun weg naar buiten vinden, hebben vooral te maken met meten en het doorgeven van de verzamelde gegevens. Dat is logisch, want ook sensoren worden steeds goedkoper.

Een voorbeeld van een dergelijke meetmodule is Ami. Ami werd ontwikkeld door vijf studenten van Windesheim, die in november 2015 de IoT Hackathon van Deloitte Digital wonnen. Zij mochten hun idee in de Deloitte Digital Garage verder uitwerken, waar het bedrijf met meer studenten werkt aan verschillende prototypes waar recente technieken in zitten, zoals vr en het iot. Vlak voor hun eindpresentatie vroegen ze of Tweakers benieuwd was naar het eindresultaat. Zeker na verschillende ervaringen bij conferenties waar vooral óver het iot en lora gepraat werd en helemaal niets te zien was, was dit een uitkomst. Op een winderige donderdagochtend ging Tweakers naar Deloitte Digital, in een van de duurzaamste kantoorgebouwen ter wereld, The Edge op de Amsterdamse zuidas.

Het doel van Ami of het area monitoring instrument is het meten van verschillende waardes uit de omgeving en die via lora door te geven aan een server. Vervolgens zijn de verschillende waardes weer uit te lezen via een webportal. Voor dit project is Ami gevat in een zelfrijdend robotje: Ollie. Ollie is grotendeels geprint met een 3d-printer. Het meetgedeelte Ami zit met verschillende sensoren op een Seeeduino-bordje.

De sensoren die Ami meedraagt, zijn voor het detecteren van vuur, geluidsniveau, temperatuur en voor het waarnemen van verschillende gassen en hun concentraties in de lucht. De sensoren sturen via lora ongeveer elke seconde hun meetgegevens door. Hoewel Ollie autonoom zijn ding moet kunnen doen, moet hij natuurlijk wel af en toe bestuurd worden. Dat gaat via bluetooth low energy en/of wifi. Zo kan Ollie op verschillende manieren communiceren. In eerste instantie wilden de studenten Ollie voorzien van een kaart van de omgeving, zodat hij nergens tegenaan zou rijden, maar het bleek praktischer om Ollie dommer te maken en ervoor te zorgen dat hij bij ergens tegenaan botsen automatisch een andere kant op rijdt. De storingsgevoeligheid nam vervolgens sterk af door het ingewikkelde mappingsysteem uit de loop te halen. Ollie moet 24 uur lang rondjes kunnen rijden op een batterij. Ami heeft een eigen batterij en moet het langer uithouden. Zo is ook een lege Ollie nog terug te vinden, doordat Ami nog een signaal afgeeft.

Om Ami uit te lezen via het netwerk van The Things Network, waarvan Deloitte onder andere sponsor is en waarvan het dan ook een antenne in zijn gebouw heeft staan, gebruiken de studenten Node-RED uit de stal van IBM's Emerging Technology-instituut. Via Node-RED kunnen de verschillende api's, de hardware en de onlinediensten aan elkaar geknoopt worden.

Kinderen traceren op het strand

Twee Haagse bedrijven bedachten met een combinatie van verschillende technieken een manier om kinderen via een polsbandje te traceren op het strand. Eind januari interviewden we de bedenkers van dit systeem in een 'broedplaats' in Den Haag. We waren ze op het spoor gekomen op het Border Sessions Festival, waar wij dachten wel 'even' wat toepassingen voor lpwan-netwerken tegen te komen. Daarvoor was tenslotte zelfs een speciale bijeenkomst op het festival georganiseerd. Het bleek alleen geen bijeenkomst waar al vergevorderde plannen uiteengezet werden. De bezoekers moesten zelf aan de slag met het verzinnen van 'dingen die je zou kunnen doen met'... in dit geval lora.

Het sensornetwerk inzetten om zo veel mogelijk te meten, van bodemsamenstelling tot goederen in vluchtelingenkampenDat leverde uiteraard verschillende interessante ideeën op, van een drugsafleverservice, bedacht door een Amerikaanse schrijver, tot het traceren van fietsen of goederen in vluchtelingenkampen, zodat iedereen evenredige hoeveelheden voedsel zou krijgen. Maar ook ideeën rond het meten van de vochtigheid of bodemsamenstelling van landbouwgronden, zodat alleen die plaatsen waar het nodig is extra mest of extra water krijgen. Veel van die zaken bestaan al, maar vaak is het lastig om ze goedkoop en snel ergens te installeren. Het is natuurlijk al lang mogelijk overal sensoren neer te zetten om te meten hoe landbouwgrond het doet; de vraag is alleen hoe verbind je dat goedkoop, snel en bedrijfszeker?

De Hagenaren van Dutch Coast en Other Use vertelden ons over gevorderde plannen, namelijk een toepassing om kinderen niet kwijt te raken op het strand van Scheveningen. Er staan al Nijntje-palen op het strand en deze hoeven dan slechts uitgerust te worden met bluetooth-low-energyzenders, die door middel van zonnepanelen worden opgeladen. Die zenden weer via lora naar een lora-paal in de buurt, die de informatie weer doorstuurt via het cellulaire netwerk naar de tijdelijk gekoppelde smartphone van ouders die hun kroost niet willen kwijtraken. In dit geval werd gekozen voor een combinatie van verschillende netwerktechnieken, omdat elk op bepaalde punten sterker is.

De armbandjes die de kinderen om hebben, werken als een soort iBeacons en zijn verder niet persoonlijk gekoppeld, alleen tijdelijk met een smartphone van ouders. Er is dus ook geen persoonlijke informatie nodig. Een strandwacht kan ook de locatie van de verschillende armbandjes volgen en er zijn weer een stuk minder ouders ongerust. Toch waarschuwt Armin van der Togt, een van de makers, dat het niet altijd zo makkelijk is als het klinkt. Een studie elektrotechniek is volgens hem geen overbodige luxe.

Andere apparaten

We zijn verschillende voorbeelden en ideeën tegengekomen, maar het klinkt soms een beetje vaag, en dat is het ook nog. We moeten niet vergeten, om bij lora te blijven, dat de LoRaWAN-standaard pas in september 2015 werd goedgekeurd. Het eerste artikel op Tweakers waar lora in genoemd wordt, is van 14 januari 2015.

Zoals we net al schreven, waren we in november op een bijeenkomst waarop veel mensen ideeën spuiden om die eventueel te gebruiken in samenwerking met lpwans. De sessie bij Border Sessions maakte vooral veel ideeën rond datalogging van 'dingen' los. Dat is dan ook waar de echte kracht van lpwans ligt. Met weinig energie kun je een simpele sensor of sensoren aan de praat houden die af en toe communiceren en zo fenomenen inzichtelijk maken die op zichzelf niet heel interessant zijn. Zo was een van de eerste projecten die iemand met een gateway van The Things Network begon, het monitoren van de kwaliteit van het zeewater nabij Boston in de Verenigde Staten.

Veel simpele sensors samen kunnen een schat aan informatie verzamelen, zoals in de smart cityVoor de consumentenmarkt wordt daarom ook nog niet veel ontwikkeld, al doen veel ontwikkelaars wel geheimzinnig over 'dingen waar ze mee bezig zijn'. We zagen al verschillende concepten langskomen. Zo kwam The Things Network al vrij snel met het concept van een vlotter die informatie over een volgelopen boot in de Amsterdamse grachten kon doorgeven aan bedrijf Hoos-je-Bootje. In de eigen achtertuin kan het handig zijn om de vochtigheid van verschillende potplanten te meten, zodat ze niet te veel of te weinig water krijgen. Ook de samenstelling van de bodem is te meten. Of minidrones kunnen rondvliegen met sensoren die bijvoorbeeld de rotheid van bepaald fruit meten met simpele implementaties van camerasensors, zoals ook 'robotprofessor' Chris Verhoeven van de TU Delft al suggereerde in een achtergrondverhaal.

Dat maakt het ook zo lastig. Je kunt te veel en er is voor elk wat wils. Lora is volgens John Tillema van The Things Network dan ook nu vooral de enabler, juist omdat het een relatief open systeem is waar makkelijk en snel voor te ontwikkelen is. Het is volgens hem ook vooral en en en zeker niet of of. Combinaties van netwerktechnieken zullen het iot verder drijven.

Voor de professionele markt is het wat dat betreft makkelijker ontwikkelen, zoals een trackingnetwerk binnen een groot bedrijfspand vol met goederen. Dat zijn zeer specifieke opdrachten. De gewone mens zal hier wellicht ooit de vruchten van plukken.

Andere protocollen

In de inleiding zagen we al dat er heel veel protocollen en technieken zijn die in meer of mindere mate met sensornetwerken in verband gebracht kunnen worden. Er is daarin een belangrijk onderscheid te maken tussen technieken die weinig energie nodig hebben en technieken die altijd een externe stroomvoorziening nodig hebben.

Waarom lora en niet Sigfox

We hebben lora behandeld en niet een van die andere netwerktechnieken. De bekendste in dit deel van Europa is waarschijnlijk het Franse Sigfox, een ander long-range-low-powernetwerk. Belangrijk verschil met lora is dat Sigfox een volledig gesloten standaard is. Ook is de doorvoersnelheid van de data vastgesteld op 100bit/s, ongeacht de afstand tot een gateway. Lora heeft een minimale doorvoersnelheid van 300bit/s en al naar gelang een node dichterbij staat, wordt de snelheid hoger en daarmee de duur van het zenden korter. Sigfox zal daarom altijd langer moeten zenden en dat kost meer energie. Wel is het mogelijk om theoretisch grotere afstanden te overbruggen met Sigfox.

Door de constante doorvoersnelheid is ook het doen van een driepuntsmeting praktisch onmogelijk, waardoor locatietracking niet kan. Het laatste punt is de geslotenheid van het protocol. Bij Sigfox kun je wel een Sigfox Network Operator worden, maar daarmee maak je verbinding met het Sigfox-netwerk in Frankrijk en is de gebruiker afhankelijk van die netwerkinfrastuctuur, ook met eventueel privacygevoelige zaken. Vooralsnog wil de organisatie niet van die opzet afwijken.

NarrowBand IoT, m2m, lte, 5g, enz.

Dat lora nu het lievelingetje lijkt van aan het iot gerelateerde toepassingen, is schijn. Het is een van de vele protocollen en op dit moment een enabler. Dat heeft vooral te maken met een heel duidelijke eis, namelijk die van het kunnen overbruggen van een grote afstand, zuinig zijn als het gaat om energiegebruik aan de clientkant en het deels open karakter waardoor het snel in te zetten is. Met NarrowBand IoT, een standaard waarmee de 3GPP-organisatie bezig is, moet lte weer opgerekt worden. Als het goed is komt dit protocol dit jaar af, maar dan is er nog geen hardware voor, ondanks toezeggingen van verschillende bedrijven, zoals Nokia, Ericsson en Intel. Ook is het lastig om een laag prijsniveau te halen met het 'strippen' van een bestaand protocol. Het is technisch moeilijk om iets wat veel kan heel weinig te laten doen. Lora start vanuit een andere positie; het kan bijna niets en daarom is het heel simpel.

'5g moet ultra reliable zijn, daarom is de energie-eis anders'Dan moet 5g rond 2020 zijn intrede doen. 5g heeft weer andere eisen. Het moet ultra reliable zijn, zodat het bijvoorbeeld voor communicatie tussen auto's en dergelijke gebruikt kan worden. Dan is de energie-eis weer anders, want het verbruik maakt dan niet zoveel uit. Aan de andere kant moet de latency weer heel laag zijn, iets wat bij lora en Sigfox niet zo van belang is. In die zin zijn lpwans meer gericht op sensornetwerken en niet op realtime-communicatie.

Tot slot

Een raming van onderzoeksbureau Gartner dat er in 2020 25 miljard verbonden apparaten zijn, waarbij telefoons, tablets en pc's niet zijn meegenomen, maakt wel duidelijk waarom er zo druk gedaan wordt over het iot. Van al die 25 miljard apparaten zijn er dan vermoedelijk 1,5 miljard verbonden via cellulaire m2m-netwerken. 3,9 miljard maken gebruik van een lpwan en de overige kleine 20 miljard maken verbinding met internet via middellange en korteafstandsnetwerken, zoals wifi, bluetooth en dergelijke.

Er zijn nu 49 landen waar grote organisaties gezegd hebben landelijke netwerken te gaan opzetten. De LoRa-Alliance werd slechts elf maanden geleden opgericht. Het gaat snel en morgen kan het alweer anders zijn. Hoe het ook zij, het leukste is dat iedereen ermee kan spelen, zonder dat het per se een dure hobby hoeft te zijn.

Reacties (54)

[Anoniem: 172410]

Ben ik de enige die de ontwikkelingen op het vlak van the Internet of Things met argusogen volgt? Er is alweer een tijdje een enorme druk de kant van het slimme huishouden op te zien. De potentiële nadelen en risico's worden echter niet tot nauwelijks belicht. Terwijl er inmiddels toch behoorlijk wat aanleiding is om slimme apparatuur kritisch te bekijken.

• De smartphone blijkt een uitkomst qua gemak. Helaas is gebleken dat het ook een prachtige methode is om data over je te verzamelen. Dan gaat het niet alleen over overheidsinstanties en de wereldveranderende onthullingen van Snowden, maar ook over partijen als Google en Facebook die vaak beter weten hoe jij je leven leidt dan jij.
• Er valt bijna niet meer aan een slimme energiemeter te ontkomen. Het is gemakkelijk om een fijnmazig inzicht te krijgen in je energieverbruik, maar helaas blijkt dat anderen dit ook met enig gemak kunnen. Ervoor kiezen om deze datastroom uit te zetten blijkt aanzienlijk minder eenvoudig dan je zou hopen en gebeurt of kan tegen uitdrukkelijk verzoek in soms toch.
• Geen fatsoenlijke televisie komt tegenwoordig zonder smartfuncties. Na de wittebroodsweken is echter gebleken dat sommige fabrikanten de bijbehorende dataverbinding ook gebruiken om allerhande data te verzamelen. Sommige televisies werken zelfs niet zonder dataverbinding. Het apparaat dat al decennia in onze huiskamers staat blijkt nu opeens gesprekken en gegevens vanuit onze meest intieme omgeving, ons eigen huis, de wijde wereld in te sturen.

Extra factor in dit verhaal is dat er in al deze gevallen incorrecte informatie of helemaal geen informatie is verspreid over de ingezamelde data en praktijken. Steeds weer moeten mensen als het eigenlijk al gebeurd is achter de feiten aan en blijkt men toch niet zo zorgvuldig als vooral gesuggereerd of beloofd werd.

Zelfs als je het aluminiumfolie in het keukenkastje laat liggen is er voldoende aanleiding om niet al te enthousiast te zijn over een fijnmazig netwerk van sensoren en netwerkverbindingen in je huis. Als de recente geschiedenis enige maatstaf is, moet het eigenlijk wel misgaan. Zijn de voordelen echt zo groot dat we dat willen?

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 172410 op 26 juli 2024 12:54]

[MadEgg]

Nee. Ik juich techniek van harte toe, maar dan wel in eigen beheer. Het eerste wat de meeste "smart" devices over het algemeen doen als je ze aanzet is contact opnemen met de leverancier en met Google. Ik ben voor een open protocol waarbij je een eigen hub / server draait thuis waarmee jouw apparaten uitsluitend verbinding maken, waarna die hub eventuele online functionaliteit ontsluit. Port forwarding wordt vaak als obstakel genoemd maar zo moeilijk is dat nou ook weer niet en dat compenseert niet voor het totale gebrek aan privacy wat de huidige aanpak oplevert.

LoRa en vergelijkbare technieken zie ik ook niet zo; op alles waarop ik een dergelijke verbinding zou willen toepassen is al elektra aanwezig waardoor low power niet zo cruciaal is en wifi over het algemeen ook prima voldoet.

Ook de opmerking bij 5G in dit artikel vind ik verontrustend: alle auto's zouden hierop aangesloten moeten gaan worden. Zelfs als er autonome auto's komen dan nog moeten die kunnen functioneren zonder verbinding. Als ze dat niet kunnen en de Google-servers gaan plat zie je overal enorme ravages optreden. Het is een illusie om te denken dat je een dergelijke gecentraliseerde verbinding ooit stabiel genoeg kunt krijgen. Lokaal alles doen heeft zijn nadelen maar als enorm voordeel dat eventuele problemen zich alleen lokaal voordoen en niet op grote schaal.

[Anoniem: 742707]

LoRa is inderdaad voor de domotica-hoek volledig irrelevant. Er zijn een paar plekken in huis waar je niet (of niet makkelijk) elektra ter beschikking hebt (afhankelijk van je huis), maar dan voldoen andere protocollen nog steeds beter, met Bluetooth Low Energy voorop. Al is het alleen maar omdat Bluetooth al op je telefoon zit.

LoRa zal je ook niet snel in eigen beheer nemen (ik zie het niet gebeuren dat WiFi routers in de toekomst standaard met LoRa ingebouwd komen). Het is dan ook meer geschikt voor buitenshuis-toepassingen.

Puntje van eigen beheer is wel interessant overigens, los van de gekozen technologie. Want er zijn al zat devices die vrolijk via "jouw" internet communiceren, maar waarbij we geen flauw benul hebben wat ze doen. Ik zie wel wat in een soort claim-based access control systeem voor devices, waarbij fabrikanten verplicht worden om je te vertellen wat ze doen, en dat jij ze toestemming moet geven voor alleen dat waarvan jij vindt dat ze het nodig hebben. Technisch is dat prima realiseerbaar, nu nog iemand die er geld in wilt stoppen om het te realiseren.

[kzin]

LoRa is inderdaad voor de domotica-hoek volledig irrelevant

Echt long range misschien wel, maar als sensoren inderdaad goedkoop worden zoals men beweert, zie ik het wel als alternatief voor zwave. Als je ziet wat je voor een simpele sensor of schakelaar betaalt, dan zie ik graag een alternatief komen. Dat mag bluetooth zijn, maar ook een low-power uitvoering van LoRa, waarbij ik zelf een provider ben, en de signalen maar net buiten mijn huis komen.

[Anoniem: 742707]

Dat klopt, als de prijzen zo hard gaan dalen dan kan het relevant worden. Maar let wel dat bij veel van die sensoren en schakelaren de kosten niet noodzakelijk door de radiotechnologie gemaakt worden. En bij meer adoptie zullen de kosten van al die andere componenten ook dalen.

Daarnaast zijn bijvoorbeeld WiFi chips nu al enorm goedkoop, en zijn ze hard bezig met alternatieven voor WiFi om ook deze low powered te laten zijn (wifi-af en wifi-ah). Alleen al het voordeel dat WiFi (en Bluetooth) al je op telefoon zitten en "bekend" zijn (en dat mensen al een WiFi router hebben) gaat denk ik de doorslag geven.

[Mr_Light]

Wifi chips mogen goedkoop zijn mijn verbruiken te veel stroom. de AF en AH werken op een andere band (beide onder de 1GHz) wat betekend dat alsnog iedereen aan een nieuw access point en nieuwe wireless chips of nieuwe telefoon moet waardoor 'het voordeel' van wifi compleet wegvalt.

'Er is geen lunch die gratis is' voor lange afstand zijn er maar een paar manieren natuurkundig gezien om dit te bereiken, zend kracht(meer energie er doorheen) of frequentie omlaag. Dat eerste staat vast omdat men er niet vrolijk van word als dat boven bepaalde niveau's uit komt dat laatste is wat Lora, AF AH etc allemaal doen. Gezien Lora de wind nu in de zeilen heeft en volgens mij ook minder patenten er omheen zitten zie ik ik geen reden waarom dat niet kan uitgroeien tot de standaard.

Verder is bluetooth hopeloos gezien de beveiliging er van en het pairing mechanisme wat het voor schrijft.

Ook is het verhaal van de telefoon een non-issue zodra je netwerken aan mekaar knoopt maakt voor de eind gebruiker het pad waarover de informatie stroomt niet uit zo lang het 'maar goed werkt' (als je telefoon op de wifi zit en lora accespoint aan je netwerk ben je er ook gewoon)

Daarnaast is het bereik wel belangrijk hier in nederland red je het met de kleine percelen misschien met een wifi access point in andere landen waar men een beetje uit elkaar bouwd iig niet. Bovendien is ook hier de vraag of je het red tot het uiterste einde van je tuin (je wilt natuurlijk wel contact houden met je grasmachine of (bv grond) sensoren achter in je tuin. Bovenop het feit dat je het energie probleem blijft houden met conventionele wifi.

[Anoniem: 349463]

dan kan je net zo goed de wifi in je huis gebruiken toch? Dat is een signaal wat enkel tot net buiten je huis komt en al overal binnenshuis is. Het enige probleem is dan dat al je sensoren gelijk aangesloten zijn op het internet.

[HooksForFeet]

Ben ik de enige die de ontwikkelingen op het vlak van the Internet of Things met argusogen volgt? Er is alweer een tijdje een enorme druk de kant van het slimme huishouden op te zien. De potentiële nadelen en risico's worden echter niet tot nauwelijks belicht. Terwijl er inmiddels toch behoorlijk wat aanleiding is om slimme apparatuur kritisch te bekijken.

Onder vrijwel ieder artikel of nieuwsbericht over IoT worden deze twijfels aangehaald. Men is zich er dus wel degelijk van bewust, en nee, natuurlijk ben je niet de enige.

[Hakker]

Men is er wel van bewust MAAR de consument weet dat niet en die gaan er vol overgave in. Fabrikanten van TV's die ineens vanalles bleken te verzamelen waar is de rel geweest? ja de Tweakers beginnen wel maar de consument heeft zoiets van het zal allemaal wel. Dus fabrikanten gaan er gewoon mee door.
Het interreseerd ouders niet eens dat Vtec gehackt is de meeste gaan gewoon vrolijk door zelfs nadat de bekend is geworden dat Vtec zijn voorwaarden heeft veranderd in ja als we gehackt worden is het je eigen probleem. Vervolgens wordt er niks tot weinig verbeterd aan hun kant.
Om een lang verhaal kort te maken het boeit consumenten geen barst zelfs niet als het fout gaat. Ze zijn dood van emotie gemaakt. waar je vroeger staakte als ze aan je loon en pensioen kwamen wordt er nu met de schouders opgetrokken.
Het gros van de mensen zijn tot makke lammetjes gemaakt en de top in het bedrijfsleven profiteerd ervan, want zij gaan maar verder en verder om meer te verdienen over onze ruggen.

Het klinkt een beetje triest en gaat ondertussen weinig meer over het artikel maar zo wordt er wel gedacht. Zolang ze maar mijn Netflix op TV kan krijgen. Hun facebook kunnen bekijken en hun instagram en twitter vol kunnen gooien boeit het ze niet.

[Reactie gewijzigd door Hakker op 26 juli 2024 12:54]

[HooksForFeet]

Fabrikanten van TV's die ineens vanalles bleken te verzamelen waar is de rel geweest? ja de Tweakers beginnen wel maar de consument heeft zoiets van het zal allemaal wel. Dus fabrikanten gaan er gewoon mee door.

Het interreseerd ouders niet eens dat Vtec gehackt is de meeste gaan gewoon vrolijk door zelfs nadat de bekend is geworden dat Vtec zijn voorwaarden heeft veranderd in ja als we gehackt worden is het je eigen probleem.

Waar baseer je dit allemaal op? Ik heb genoeg consumenten hun ongenoegen zien uiten over die tv's, en die vtec rel is, exact, een rel geworden. Of ze het in de verkopen gaan zien valt nog niets over te zeggen, daar is het nog veel te recent voor. Ook de consumentenbond komt regelmatig in het verweer tegen dit soort zaken.

Ik herken het beeld van makke consumenten die maar alles slikken totaal niet, en ik vraag me af of dat niet een sprookje is dat wij Tweakers onszelf graag vertellen om ons verheven te voelen boven die "domme massa", terwijl ook wij ondertussen vrolijk met onze slecht beveiligde, gegevens-verzamelende smartphones gebruik maken van slecht beveiligde, gegevens-verzamelende diensten. Maar omdat wij weten dat het gebeurt zijn we geen makke schapen? Volgens mij maakt dat ons tot nog iets veel ergers.

[Anoniem: 304028]

Hoeveel mensen hebben die apparaten weg gedaan? Een rel in de westerse wereld is gewoon een beetje commotie online, en voor de rest gebeurt er helemaal niks. Ik kan me geen één hack van een apparaat of een apparaat waarvan de online service werd gehackt herinneren waarbij de klanten massaal het product niet meer gebruikten.
Oftewel het boeit mensen niet.

[HooksForFeet]

Hoeveel mensen hebben die apparaten weg gedaan?

Geen idee, vertel maar. Ik kan daar geen bronnen over vinden.

[Anoniem: 304028]

Ik kan wel een schatting geven, bijna niemand . Beetje hetzelfde als alle gebruikers die zouden stoppen met whatsapp door de Facebook overname.
Mensen zijn heel principieel behalve als het ze moeite en/of geld kost.

[HooksForFeet]

Ik kan wel een schatting geven, bijna niemand .

Waar baseer je die schatting op dan?

[Anoniem: 304028]

2e hands verkopen / ervaringen uit mijn omgeving / daling nieuw verkopen
Als dit echt zo zou zijn, vielen verkoop cijfers direct een stuk slechter uit en zag je dat er massaal net aangeschafte modellen te koop kwamen na de bekendmaking.
Daarnaast heb ik daadwerkelijk nog nooit iemand gesproken die zo iets heeft gedaan, en ik bezocht voor mijn vorige baan vrij veel klanten.

[MadEgg]

Ik herken het beeld van makke consumenten die maar alles slikken totaal niet, en ik vraag me af of dat niet een sprookje is dat wij Tweakers onszelf graag vertellen om ons verheven te voelen boven die "domme massa", terwijl ook wij ondertussen vrolijk met onze slecht beveiligde, gegevens-verzamelende smartphones gebruik maken van slecht beveiligde, gegevens-verzamelende diensten. Maar omdat wij weten dat het gebeurt zijn we geen makke schapen? Volgens mij maakt dat ons tot nog iets veel ergers.

Ik ben er vaak kritisch over, maar doe er dan ook zelf niet aan mee. Ik vermijd phone-home producten, gebruik geen Google en daar waar ik dan toch producten gebruik waar ik dubieuze bijbedoelingen van verwacht blokkeer ik dat op een ander niveau, zoals in de firewall.

Ik voel mij niet verheven, maar ik stoor me er wel aan dat ik regelmatig haast meewarige blikken krijg als ik uitleg waarom ik, bijvoorbeeld, geen Android-telefoon gebruik. Zo van "wat ontzeg je jezelf toch allemaal". Een beetje dezelfde blik die ik aan vegetariërs geef Ik herken Hakker's beeld dus wel: het gros van de mensen zijn makke lammetjes die alle marketing als zoete koek slikken en het allemaal geen reet kan schelen dat alles maar door iedereen gelezen en geanalyseerd wordt. "Want ik heb toch niets te verbergen?"

Jammer dat CBP / AP hier eigenlijk zo laks in is. Hier en daar bemoeien ze zich ergens mee maar op grote schaal wordt er niets beleidsmatig gedaan tegen de enorme datahonger van overheden en grote (Amerikaanse) bedrijven. En ondertussen worden we op honderdduizenden andere vlakken wel betutteld omdat de bevolking zelf niet in staat zou zijn om daar een weloverwogen oordeel over te vellen. Die kinderachtige meldingen op pakjes sigaretten bijvoorbeeld. Nee, ik rook niet en nooit gedaan ook, maar vind het wel ontzettend kinderachtig. Maar wat persoonsgegevens en privacy betreft acht te overheid ons blijkbaar allemaal zeer capabel, terwijl het tegendeel keer op keer pijnlijk duidelijk wordt.

[Reactie gewijzigd door MadEgg op 26 juli 2024 12:54]

[ds65ag5g5as78a]

Het lijkt wel alsof alle apparaten waar smart voor staat alleen bedoelt zijn om data buit te maken. En langzaam gaan we naar een privacy-loze wereld waarbij je zowel binnen als buitens huis overal gefilmd of afgeluisterd wordt. Desnoods met je eigen ¨smart¨ phone of tv. Want als je niks te verbergen hebt maakt het toch niet uit. Ik vindt het maar eng eerlijk gezegd welke kant we op gaan.

[Wim-Bart]

Nee hoor, je bent niet de enige. Zelf volg ik het van dichtbij, ook vanuit professionele hoek omdat we voor grote vraagstukken staan en dit soort technieken ons daar bij kan helpen. Neem bijvoorbeeld een eenvoudig device van een "noodknop" voor een "senior" met bijvoorbeeld GPS ingebouwd in het formaat van een horloge. Of technieken voor blinden/slechtzienden ter ondersteuning.

Echter waar ik mij zorgen over maak is de veligheid en de inbreuk op ons leven. In hoe verre is dit gewaarborgd, misschien is er een gek die met een hack over 5 jaar alle pacemakers aan stuurt van een bepaalde bevolkingsgroep met bepaalde leeftijd, of andere zaken. Je leven te veel integreren met dit soort zaken is gevaarlijk in mijn ogen. Wie kijkt er allemaal mee op je beveiligingscamera, de camera op je TV et cetera. Wie ziet wat je doet of wat er in je huis gebeurd. Niets is echt veilig.

Zelf zit ik al in een modus dat het zo ver komt dat ik bij mijn eerst volgende verhuizing het hele huis voorzie van "Faraday behang, -verf en -raamfolie". Het begint gewoon langzaam steeds erger en erger te worden waarbij te vaak het argument "vooruitgang" genaakt wordt, met de opmerking dat het voor ons beter zou zijn.

Wantrouwen is een groot goed denk ik.

[Jerie]

Nee, je bent niet de enige. Het is een gedrocht voor privacy, een tikkende tijdbom. Mijn advies met eigenlijk elke techniek en dus ook deze is: laat anderen er vooral heel veel mee spelen en bekijk het 8 uur journaal voor het eerste grote datalek. Wanneer het volwassen wordt, komt de beveiliging ook op orde.

Daarmee wil ik niet zeggen dat er helemaal geen nuttige toepassingen te bedenken zijn. Die zijn er zeker wel, en die worden ook gebruikt. Maar als je er zelf mee in aanraking komt (of je gaat gebruik maken van persoonsgegevens) moet je heel goed over vraagstukken privacy en beveiliging nadenken.

En deze mening wordt onderschreven door o.a. Bruce Schneier en Brian Krebs.

Voorbeeldje van waar het fout gaat.

[Reactie gewijzigd door Jerie op 26 juli 2024 12:54]

[ds65ag5g5as78a]

-

[Reactie gewijzigd door ds65ag5g5as78a op 26 juli 2024 12:54]

[Anoniem: 742707]

Goed en vrij compleet artikel. Wel laat het een aantal aspecten nog wat onderbelicht.

Security en privacy
Eerst kort wat over security. De encryptie is end-to-end met AES 128 bit. In het geval van The Things Network staat dit nog uit (ze zijn er mee bezig), maar het protocol ondersteunt dit wel. Dit is een prima standaard die ook door banken en dergelijke wordt gebruikt, dus dat zit wel prima.

Privacy-aspecten van dit soort technologieen is daarnaast ook enorm relevant. Want als je een apparaat met iets als LoRa je huis in haalt, heb je een apparaat in huis wat direct zijn data buiten jouw muren verstuurt. Je Smart TV gaat tenminste nog via je router, maar deze apparaten gaan direct naar de gateway van je netwerk, en je hebt geen inzicht over wat er gebeurt. Nou had je dit waarschijnlijk door de end-to-end encryptie toch al niet echt, maar desalniettemin.

Nu is dit alles voor LoRa niet enorm relevant (in andere comments is al besproken dat LoRa niet erg nuttig is voor je thuisnetwerk), maar voor alle IoT ontwikkelingen geldt dit. In mijn optiek moet er gewerkt worden naar een gestandaardiseerd claim-based access control systeem, waarbij mijn devices mij kunnen (en moeten) vertellen wat ze gaan doen, en wat voor toegang ze daarvoor nodig hebben. Ik wil daarbij ook controle hebben over welk deel van de applicatie ik toestemming wil geven en welk niet.

Netwerk infrastructuur
Ook leuk is een kort overzicht te geven van de netwerk infrastructuur.

Het netwerk bestaat (simplistisch gezien) uit nodes, gateways en een network server. Je nodes (je eindapplicaties) zijn typisch minicomputers (arduino-achtig) die berichten kunnen versturen aan een of meer gateways. Een gateway is te vergelijken met een WiFi Router. De gateway verifieert of hij wat kan met het bericht door te kijken of het voor hetzelfde netwerk is bedoeld. Zo nee dan gooit het het weg, zo ja dan stuurt het het bericht door naar de network server door middel van een packet forwarder.

Een LoRa netwerk kan in publieke en private modus opereren. In private modus treedt je gateway zelf op als netwerk server en wordt er dus niets geforward, meest vergelijkbaar met je WiFi thuis. Dit is ideaal voor applicaties binnen een bepaald oppervlak, bijvoorbeeld op een veld of in een gebouw.

Publieke modus is echter interessanter, omdat meerdere gateways op hetzelfde netwerk zitten en je dus over een veel groter oppervlak bereik hebt. Dit is dus weer vergelijkbaar met je telefoonsignaal, je 3G en 4G, waarbij je ook van mast naar mast kan bewegen.

Toepassingsgebieden
Het artikel gaat wel in op toepassingen, maar blijft nog enigszins op de oppervlakte en is het vooral gericht op de consument. De technologie is echter nog erg jong, en met de lage snelheid zijn er ook niet erg veel consumenten-toepassingen te bedenken (al zijn die er wel degelijk).

De waarde van LoRa gaat zich echter vooral uiten in het veld van smart city en het automatiseren van bedrijfsprocessen. Straks is ieder pallet voorzien van een sensor die bijhoudt waar het is, en is het mogelijk om voor gekoelde goederen live te volgen op welke temperatuur ze zijn, en of ze nooit boven een bepaalde temperatuur uit komen. Vuilnisbakken geven een signaal af wanneer ze vol zijn, kunnen beleidsplanners precies zien waar veel auto's, fietsers of wandelaars langskomen. Straks is iedere parkeerplaats voorzien van een sensor die weet of ie bezet is of niet, en kan ie zelf met jou onderhandelen over de prijs.

Mijn bedrijf ontwikkeld dit soort applicaties en we zien nu al enorm goed uitvoerbare ideeen en projecten voorbij komen, waarbij iets als LoRa direct van meerwaarde kan zijn. Het is een hele leuke periode om in dit veld te zitten!

LoRa aanbieders en The Things Network
Dan hebben we ook nog het enorm interessante speelveld van LoRa aanbieders. The Things Network is enorm succesvol gebleken door een relatief goedkope gateway aan te bieden, met Groningen (en Drenthe inmiddels ook) als veruit het grootste aantal adopters (ongeveer 10x zo veel als in Amsterdam). Het duurde dan ook niet lang voordat KPN besloot om de uitrol van hun netwerk te versnellen en verschijnt ook op steeds meer conferenties en wil dingen sponsoren en dergelijke.

Mijn bedrijf houdt deze ontwikkelingen met argusogen in de gaten. Het is logisch dat een KPN hierbij betrokken wilt zijn, maar in mijn optiek doen we het dan weer hetzelfde als vroeger, oftewel nationale netwerken uit laten rollen door telecombedrijven die dan vervolgens gezellig met elkaar over roaming kosten en verdienmodellen gaan hebben. Dit zou enorm zonde zijn. Ik maak me daarbij ook wat zorgen over een KPN die zich op deze manier opdringt naar een TTN netwerk toe, gezien het gevaar tot "embrace, extend en extinguish" waar dat soort bedrijven sterk in zijn.

The Things network draait daarentegen al in tientallen landen, en het wordt gerund door de community zelf. Er is een fair use policy en dankzij het grote bereik van de technologie is het hierbij gewoon mogelijk om zonder gekke investeringen een goed dekkend netwerk te krijgen. Wereldwijd. Dat is wel de potentie dat het nu heeft, en het zou enorm zonde zijn om ons teveel te focussen op de gevestigde telecombedrijven. Het is nu namelijk een keer mogelijk om het anders te doen.

Samenvatting
Er is nog veel meer te schrijven over deze technologie. Het is erg mooi om te zien dat de uitrol ervan zo snel gaat, want het geeft bedrijven als het mijne direct nieuwe mogelijkheden waarbij we hiervoor vaker vast zaten aan WiFi, Bluetooth of 3G. Als je enigszins handig bent is het het zeker waard om je er meer op in te lezen en mee te knutselen. We hebben de mogelijkheid om iets nieuws vorm te geven, zelf als techneuten, dus laten we dat ook vooral doen!

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 742707 op 26 juli 2024 12:54]

[wkleunen]

In principe is Lora ook nogsteeds een gesloten systeem. De patenten voor de radio modulatie zijn in handen van semtech en alleen semtech kan de radio maken. Ik vraag me af hoe strak ze hier aan vast gaan houden, ik denk dat als ze lora een succes willen maken, ze ook de fysieke radio protocollen vrij moeten gaan geven, dat een NXP en Ti ook een radio kan maken.

[kdeboois]

ST heeft inmiddels een licentie en gaat eigen chips voorzien van de Semtech IP.

[Reactie gewijzigd door kdeboois op 26 juli 2024 12:54]

[Caelestis]

Ze zullen uiteindelijk wel moeten. Op dit moment is het een race om open standaarden te creëren voor iot maar eerst zullen ze moeten bewijzen dat het gehele concept werkt en dat doe je natuurlijk door zelf alles in de hand te houden om mee te beginnen.
LoRa is zeker een zeer goede kandidaat maar als het niet geselecteerd wordt als open standaard dan kan het hele techniek de prullenbak in.

[Anoniem: 742707]

Semtech lijkt dit goed in de gaten te hebben. Ze hebben al een licensing deal met STMicro, en ik denk dat er meerdere gesprekken lopen met o.a. een NXP (die overigens enorm gemotiveerd zijn om "mee te doen" met IoT). Semtech is al slim geweest door de rest open te maken en de "open" LoRa Alliance op te zetten, maar hun verdienmodel is het fysieke protocol en de radio's en straks de licenties. Ze lijken er op te gokken dat andere partijen op de hype willen meeliften en dus vanzelf bellen. Ben benieuwd hoe het gaat uitpakken.

[wvc_]

Ik heb vorige week een LoRaWAN workshop gevolgd in Brussel (met oa Proximus) en hier is een kleine opsomming van dingen die ik hier niet gelezen heb (gelden mogelijk enkel voor Proximus netwerk):

- Naast de application key was er ook nog een network key.
De application key was gekend door de klant/afnemer zelf terwijl (van device tem application server) de network key was gekend door de provider (van device tem gateway/netwerk server).
- Deep indoor is nog niet 'live' (maximum 2 meter van een groot raam)
- Roaming tussen KPN en Proximus is/was voorlopig gratis (roaming voorwaarden moesten nog besproken worden).
- Geolocatie zou rond deze zomer werkend moeten zijn

Ik kan deze info natuurlijk ook niet volledig correct begrepen hebben, een verbetering is altijd welkom

[Anthony]

Extra informatie m.b.t. Proximus.

Proximus tracht tegen het einde van 2016 een landelijk Lora netwerk uit te rollen in België, dit in samenwerking met Ordina.

Bron: https://www.ordina.be/nl-...ernet-of-things-platform/

.

[26779]

Soms denk ik wel dat het hele IOT zo in de kinderschoenen staat dat ik me weer even terugwaan in het begintijdperk van breedband internet. Destijds (1998-99) had ik kabel via multiweb. De implementatie was echter dusdanig knullig dat ik bij iedereen die bij mij op de ring zat en windows sharing aan had staan ik vrijwel onbeperkt de pc kon binnen rennen. Ook gedeelde printers waren gewoon benaderbaar.

Zo ook kwam ik een verhaal tegen uit het 'nieuwe' IOT: http://mjg59.dreamwidth.org/40397.html
Echt een horrorstory als het om beveiliging en privacy gaat.

[Palthe]

Vreselijk verhaal inderdaad (je link). Daar moet echter wel bijgezegd worden dat de fabrikant het apparaat al uit de handel heeft gehaald en dat het ding uit 2012 stamt.
Nu is dat nog maar 4 jaar geleden (max) maar dit soort ontwikkelingen gaat zo snel dat het al bijna weer een legacy product betreft, naar mijn mening.
Je punt blijft echter valide, vaak is de focus bij nieuwe ontwikkelingen op het praktische nut en niet zo zeer op de security. Om de massa mee te krijgen denk ik echter dat anno 2016 juist de consument overtuigd moet worden van de veiligheid en de garantie op privacy.

[Sissors]

In de toekomst zitten lora-verbindingsmogelijkheden vermoedelijk in heel veel apparaten, van lichtknopjes tot brandmelders en alles wat nog bedacht moet worden.

Dat lijken mij hele vreemde toepassingen voor Lora. Tenzij we het hebben over een brandmelder in het bos om snel bosbranden te kunnen detecteren bijvoorbeeld. Maar gemiddeld genomen zie ik geen vaste toepassingen voor Lora in een gemiddeld woonhuis: Wifi (als batterijduur niet heel belangrijk is) of opties zoals Zigbee zijn daar veel beter geschikt voor dan het signaal dat hemelsbreed een paar meter moet gaan eerst naar een zendmast 10km verderop te sturen en dan via het internet weer terug ofzo.

[veltnet]

Je hebt inderdaad wel een heeeeel groot huis nodig als je Lora (= long range) wil gebruiken om je huisverlichting te schakelen.

[kdeboois]

Met een eigen gateway en dus genoeg ruimte in de ether zie ik dit toch wel als een van de mogelijkheden. Zigbee is prachtig maar de betrouwbaarheid van LoRaWAN dankzij het gigantische link budget en het potentiële lage verbruik maakt het echt een install & forget in mijn optiek.

[Anoniem: 742707]

In een woonhuis zeker niet. In een groot bedrijfsgebouw (van een verzekeringsbedrijf of bank bijvoorbeeld) van meerdere verdiepingen, of door een school of universiteitsgebouw heen, heeft het wel potentiele toepassingen. Dan worden toepassingen zoals het meten van temperatuur in iedere ruimte en het meten van verbruik op ieder stopcontact opeens ook interessant, zeker gezien van de lage kosten van LoRa.

Of LoRa geschikt is hangt nog wel af van de eisen aan de applicatie natuurlijk. LoRa is goed geschikt waar lage batterijduur van belang is en er over grote afstanden kleine berichten verstuurd moeten worden. Als het gaat om kleinere afstanden of als het niet erg is als een batterij ieder jaar vervangen moet worden is er opeens meer flexibiliteit.

[aaahaaap]

Is hier iemand die echt iets van low power radio af weet? Is de LoRa chip nou eigenlijk inferieur in de praktijk t.o.v. de concurrent zoals bijvoorbeeld TI?

Voor zover ik het begrijp is de LoRa chip eigenlijk een hele oude chip die weer nieuw leven ingeroepen is. Het lijkt erop dat dit slaagt door ondersteuning van een aantal grote partijen en niet doordat de chip technisch beter is dan de alternatieven.

Wat ik vooral tegenkom is dat de theoretische range en throughput wel OK is, maar dat het in de praktijk erg matig is door storing welke veroorzaakt wordt door de gekozen modulatietechniek.
Zie bijvoorbeeld de antwoorden op vragen over de semtech chip op het TI forum https://e2e.ti.com/suppor...simpliciti/f/156/t/343273
en deze video https://youtu.be/7zLUYswu...eS0tgN1AqKhKECN3y10jVXleI.

De video is van TI, dus er zit vast enig bias in.

[Reactie gewijzigd door aaahaaap op 26 juli 2024 12:54]

[kdeboois]

De TI chips gebruiken een andere techniek die in een aantal toepassingen zijn voordelen zal hebben. Daar wordt sterk de nadruk op gelegd.

Als het 'The Things Network' en het het KPN LoRa netwerk volledig in actie is en de gekozen band volstaat met één miljard 'Things' dan kan je pas echt iets zeggen over wat een betere technologie is.

Volgens mij kan je dit nu alleen maar proberen te simuleren.

Feit is dat grote partijen nu niet voor de bestaande TI technologie gekozen hebben en wel voor de minder bekende LoRa modulatie. Met Ultra Narrow Band is inmiddels jaren ervaring en blijkt dus niet geschikt.

[Anoniem: 290051]

Ik ben geen expert op low power RF, maar hier wat meer info.

Als modulatie techniek wordt fsk gebruikt dit is een van de efficiëntste modulatie technieken als er wordt gekeken naar energie verbruik. LoRa maakt gebruik van een spreading factor als het bereik slecht is doordat meerdere gebruikers tegelijk zenden of er veel storing op de lijn staat wordt er CDMA toegepast. Hierdoor zend je per spreading factor een factor 2 meer data. Het verzenden van data is niet zo bijzonder de chip is met name cool omdat deze op een sensitivity van -137 dBm kan ontvangen wat naar mijn weten zeer laag is. Ontvangen van data kost normaal vaak meer energy dan het verzenden van data dit hebben zij opgelost door heel kort na het verzenden twee receive windows te maken(bij class A). Hierna gaat de ontvanger in slaap stand en verbruikt daardoor niets.

De LoRa chip van TI gebruikt dezelfde RF chip als die van de Semtech. Ik denk zelf dat ST dit ook gaat doen maar stopt dit dan indezelfde package en verbind de twee chips met bondwires. De productie kosten (en niet de ontwerp kosten) van een RF chip zijn enkel miljoenen euro's je moet er aardig wat verkopen om dit betaalbaar te maken. Semtech heeft daarom een bestaande IC gekozen en heeft daar wat LoRa logica aan toegevoegd. Je kunt deze chip daarom ook gebruiken voor andere modulaties zoals OOK.

[Anoniem: 145867]

Toch wel leuk om te zien dat je overal NodeJS in ziet optrekken. Zo ook in de internet of things. IBM heeft echt iets moois gemaakt met Node-Red. Veel mensen denken dat het alleen een webserver is. Maar het is veel meer dan dat. Het evolueert, groeit en kan nu eindelijk dingen echt bewijzen in plaats van dat iedereen maar boe roept tegen nieuwe dingen.

[Anoniem: 341936]

Ik denk dat de meeste mensen die boe zeggen tegen NodeJS, uberhaupt geen fan van Javascript zijn. En JS is natuurlijk niet bepaald nieuw.

Ben er zelf ook geen fan van

[-=bas=-]

Zoals met elke techniek heeft NodeJS haar sterke kanten maar ook haar zwakke kanten.
Een wijze engineer weet wanneer je het kan toepassen en ook wanneer niet.

Maar zoals altijd zijn er natuurlijk altijd de fanboys die denken dat NodeJS/Ruby/Go/.... overal de ultieme oplossing voor is.

[Anoniem: 145867]

Zeker niet overal de oplossing voor. Maar waar veel verschillende kleine data pakketjes zijn waar asynchroon van groot belang is (zoals bij internet of things?) dan is NodeJS wel een uitkomst.
Tevens worden steeds meer interfaces uitgelegd voor JSON, waarbij voor Node JSON natuurlijk gewoon native is.

NodeJS is zeer geschikt als een soort data router voor grote hoeveelheid aan kleine data pakketjes.

Steeds meer websites en webapps willen echt realtime worden. Of een backend met een rijke Restfull API's. Kom je gauw bij NodeJS weer uit. En het is zeker niet overal de oplossing voor. Maar voor bepaalde zaken een enorm goede uitkomst, vooral bij zaken die nu populair worden zoals Data overal van uitlezen vanuit verschillende punten.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 145867 op 26 juli 2024 12:54]

[SteveWoz]

In het zuinigste geval moet een apparaat met klasse A het theoretisch tot vijftien jaar kunnen uithouden op één batterij.

Wat een ongefundeerde uitspraak. Dit is van zoveel factoren afhankelijk en lijkt daarom gewoon uit de lucht gegrepen. Ben benieuwd welke theorie (die zegt dat het 15 jaar is) hier dan achter zit.

[Anoniem: 742707]

Heb het zelf nog niet kunnen testen ( ) maar het is niet heel gek (al missen er zeker een hoop factoren). Klasse A radio's verkeren eigenlijk permanent in slaapstand, behalve bij het verzenden. Dus als je apparaat verder niets doet, kun je uitrekenen dat ze het zolang moeten kunnen volhouden.

Maar zoals je terecht zegt is dit natuurlijk afhankelijk van een hoop andere factoren, niet in de minste wat voor batterij je erop zet. Ik heb het meestal over 10 jaar met een 9V batterij, gegeven een arduino-achtig apparaatje met enkel de radio en 1 simpele sensor (voor temperatuur b.v.).

[Basszje]

Hoe zit dat eigenlijk precies met het 'af en toe' zenden van cat A/B? Er is een interval afgesproken en de sensor luistert op bepaalde momenten (ticks) en daarna niet meer? Wat gebeurt er dan bv in het geval van storing of de gateway is zich aan het verslapen? Dan faalt dat stukje communicatie?

[Anoniem: 742707]

Bij A zijn er 2 momenten waarop de zender luistert, namelijk direct na het verzenden en enkele seconden erna weer. Die momenten zijn steeds 2 seconden. Bij klasse B luistert je node periodiek, dus om de zoveel minuten.

Klasse A en B zijn bedoeld om batterijverbruik te prioriteren over bidirectionele communicatie. Als de gateway niet op tijd reageert faalt dat stukje communicatie inderdaad. Deze klasses zijn ook niet bedoeld voor toepassingen die hangen op bidirectionele communicaties, maar waarbij batterijverbruik belangrijker is. Als het niet uitmaakt of je het antwoord van de gateway ontvangt (of als het ook prima is dat ie wat later komt) zullen A en B prima voldoen.

Als je systeem echter sterk afhankelijk is van bidirectionele communicatie, moet je ofwel een klasse C radio hebben, of een ander protocol gebruiken.