Long Range là một công nghệ hiện đại và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực liên quan đến Internet. Và nếu bạn đang tò mò về kỹ thuật này thì hãy đọc qua bài viết bên dưới đây của Hoàng Hà Mobile nhé. Chúng tôi sẽ giải thích rõ cho bạn về nguyên lý hoạt động, cũng như vai trò của LoRa trong IoT là gì?
Khái niệm LoRa là gì?
Đây là một công nghệ truyền thông không dây được phát triển để hỗ trợ việc kết nối các thiết bị IoT (Internet of Things) ở xa mà không đòi hỏi năng lượng lớn. Được sở hữu bởi Semtech Corporation từ năm 2012, Long Range đã nhanh chóng được áp dụng phổ biến. Đặc biệt là trong các khu vực mà việc truyền dữ liệu gặp khó khăn về khoảng cách, cũng như cần phải khuếch đại công suất thì mới nhận được thông tin.
Một trong những ưu điểm lớn của công nghệ này là sử dụng tần số thấp và có khả năng thâm nhập tốt qua các vật cản. Bao gồm tường và tòa nhà, từ đó góp phần làm tăng khả năng ổn định của kết nối.
Đồng thời, trong thời đại IoT ngày càng phát triển hiện đại như ngày nay, LoRa cũng được vận dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Chẳng hạn như quản lý thông minh, nông nghiệp thông minh, và theo dõi hàng hóa. Thậm chí, các thành phố thông minh thường sử dụng công nghệ này để giám sát và điều khiển các hệ thống như đèn đường, cảm biến nước và đo lường chất lượng không khí. Đồng thời, do tính tiết kiệm năng lượng, nó trở thành lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng y tế và theo dõi sức khỏe.
Nguyên lý hoạt động của Long Range ra sao?
Để phát triển và sử dụng được công nghệ Long Range, nhà phát triển đã tận dụng triệt để tính năng của kỹ thuật Chirp Spread Spectrum. Dành cho những ai chưa biết thì đây là một kỹ thuật truyền thông không dây, trong đó tần số của tín hiệu thay đổi theo thời gian dựa trên một biểu đồ sóng chằng chịt..
Cụ thể, đối với nguyên lý hoạt động của Long Range thì đầu tiên nó sẽ tận dụng công nghệ của Chirp signal sẽ được phân thành hai loại là tăng theo thời gian “Up-Chirp” và giảm dần theo thời gian “Down-Chirp”. Trong đó, dữ liệu gốc sẽ được phát tín hiệu nhờ vào khuếch đại một tần số rất lớn. Tiếp tục sau đó, dữ liệu sẽ được mã hóa phân tách từng phần nhỏ và tạo thành sóng Chirp.
Cuối cùng để gửi tín hiệu cho bên người nhận thì hệ thống sẽ tận dụng anten phát sóng. Đồng thời, nhờ vào Spread Spectrum mà sự trải rộng phát tín hiệu có khả năng chống nhiễu, cũng như tăng tính bảo mật của hệ thống.
Chưa hết, nhờ vào sự phân tách của công nghệ hiện đại mà các tín hiệu được phát từ kỹ thuật Long Range chỉ cần công suất thấp. Chính vì thế mà nó được truyền đi xa hơn, có khi lên đến hàng km.
Ngoài ra, người dùng cần biết thêm vài thông tin hữu ích khác liên quan đến băng tần hoạt động của công nghệ này sẽ rơi vào khoảng từ 430MHz đến 915MHz. Ví dụ ở châu Á thì băng tần số là 430MHz, ở Trung Quốc là 780MHz, ở USA là 915MHz và một số khu vực châu Âu là 433MHz hoặc 866MHz.
LoRa có vai trò gì trong IoT?
Công nghệ này đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực Internet of Things (IoT) bằng cách cung cấp một giải pháp truyền tin không dây hiệu quả. Đặc biệt, chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với hệ thống mạng thông thường. Chính vì vậy, nó là lựa chọn lý tưởng cho môi trường IoT đa dạng và phức tạp.
Chưa hết, với khả năng truyền tải ở một khoảng cách xa đã làm cho nó trở thành một giải pháp ưu việt cho các ứng dụng IoT ở các khu vực. Từ nông thôn, đô thị hoặc trong các môi trường công nghiệp, nơi cơ sở hạ tầng truyền thông có thể không phát triển đồng đều.
Cộng thêm vào đó, công nghệ còn có giúp kết nối rất tốt các thiết bị IoT như cảm biến, thiết bị đo lường, và thiết bị điều khiển từ xa. 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 lệnh từ trung tâm điều khiển.
Nhìn chung, đối với IoT, Long Range chính là “cầu nối” giữa thế giới vật lý và môi trường số, mang lại khả năng kết nối linh hoạt và liên tục trong mọi điều kiện. Với tính ổn định, tiết kiệm năng lượng và khả năng kết nối ở xa, công nghệ này đóng vai trò thiết yếu trong việc thúc đẩy sự phát triển và triển khai của IoT trên toàn thế giới.
Công nghệ LoRa có các đặc điểm nổi bật gì?
Sau khi chúng ta đã tìm hiểu về khái niệm cũng như nguyên lý hoạt động, bạn đọc sẽ cần biết thêm về một số ưu điểm của công nghệ này. Điểm thu hút nhiều đơn vị lớn sử dụng Long Range là có nhiều chức năng, nhưng không tiêu tốn nhiều năng lượng. Như vậy, nó sẽ giúp gia tăng tuổi thọ của năng lượng pin, cũng như không tốn nhiều chi phí vận hành.
Đặc điểm tiếp theo là về kỹ thuật truyền tuy có tốc độ thấp nhưng nó vẫn đảm bảo cung cấp đủ băng thông số cho các ứng dụng trong Internet of Things (IoT). Một số trường hợp đặc biệt quan trọng như định vị, theo dõi tài nguyên và gửi thông tin trạng thái.
Chưa hết, công nghệ này còn có tiêu chuẩn hóa theo công thức mạng mở. Điều này đồng nghĩa là chúng có khả năng kết nối các nút giữa máy tính và nhiều thiết bị khác thuộc hệ sinh thái của IoT. Như vậy, các nhà máy lớn cũng như doanh nghiệp sẽ lựa chọn công nghệ này để đảm bảo được tính ổn định khi triển khai các ứng dụng IoT ở mọi nơi.
Ưu điểm cuối cùng chính là công nghệ này đang sở hữu quy trình mã hóa đầu cuối end-to- end hay còn được gọi với cái tên thông dụng là AES128. Thông qua đó, người dùng có thể xác thực thông tin qua lại lẫn nhau, cũng như đảm bảo được tính bảo mật và toàn vệ trong khi chuyển phát dữ liệu.
Công nghệ LoRa có các hạn chế gì?
Như các thông tin chúng ta vừa đọc được thì Long Range có rất nhiều ưu điểm nổi bật và hữu ích. Song song đó, công nghệ này cũng tồn tại không ít nhược điểm mà bạn cần biết đến.
Chẳng hạn yếu điểm lớn nhất của Long Range chính là không thể nào truyền tải được các dữ liệu yêu cầu công suất lớn. Do tải trọng của công nghệ chỉ giới hạn ở mức 100 byte. Vì thế, nếu như truyền các dữ liệu lớn sẽ ảnh hưởng đến tốc độ truyền tải và nhận thông tin.
Bên cạnh đó, đối với cuộc sống phố thị tấp nập đông dân cư thì khả năng lắp đặt gateway còn gặp nhiều hạn chế. Đặc biệt là khi cần triển khai mạng ở quy mô lớn với số lượng lớn các thiết bị IoT. Chính vì thế mà khả năng mở rộng của LoRa không được đánh giá cao.
Đồng thời, công nghệ sử dụng các kênh tần số có hạn và có thể bị hạn chế trong việc xử lý đồng thời một lượng lớn thiết bị truy cập cùng một lúc. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng đụng độ (collision) và giảm hiệu suất mạng.
Ngoài ra, để có thể triển khai được một hệ thống hoàn chỉnh thì cần rất nhiều cổng và thiết bị kết nối. Vô hình chung, Long Range không yêu cầu chi phí vận hành, nhưng đơn vị sử dụng cần bỏ ra một khoản chi phí lớn để thiết lập được nó.
Ứng dụng của công nghệ Long Range trong thực tế
Bên cạnh khả năng tương thích với các thiết bị IoT, Long Range vẫn còn hỗ trợ cho rất 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 vào đây, bạn sẽ biết cách sử dụng kỹ thuật truyền thông tin từ xa một cách hiệu quả nhất.
Trong mô hình nhà ở thông minh (Smart Home)
Công nghệ Long Range đã được tích hợp vào nhiều ứng dụng trong mô hình nhà thông minh, mang lại những tiện ích cho người sử dụng. 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. Chẳng hạn như việc mua đèn, quạt, hoặc máy lạnh có khả năng điều khiển từ xa. Như vậy, chỉ cần bạn thông qua app điện thoại là đã có thể sử dụng các thiết bị thông minh này siêu tiện ích.
Cộng thêm vào đó, LoRa được tích hợp vào hệ thống bảo mật nhà thông minh để truyền tải dữ liệu từ cảm biến báo động và camera an ninh về một trung tâm điều khiển hoặc điện thoại di động. Từ đó, gia chủ có thể theo dõi và quan sát mọi hoạt động đang diễn ra ở ngôi nhà của mình.
Và thật tốt khi người dùng cũng có thể sử dụng công nghệ Long Range để theo dõi việc sử dụng nước, đo lường mức nước và thông báo về mức nước không bình thường. Với cách thức này, bạn có thể nắm bắt được khả năng 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 theo thời gian trong ngày. Chưa hết, hệ thống đèn giao giao cũng có thể tận dụng công nghệ này để điều chỉnh tín hiệu tại các giao lộ dựa trên thông tin thời gian thực về tình hình giao thông.
Hơn nữa, cảm biến công nghệ Long Range còn có thể được triển khai để theo dõi chất lượng không khí, đo lường các tham số như PM2.5, CO2, và ozone. Thậm chí, chúng còn có khả năng nhận biết được mức độ ô nhiễm từ các nguồn khác nhau như xưởng công nghiệp và giao thông.
Trong mô hình y tế và chăm sóc sức khỏe
Các thiết bị đeo thông minh sử dụng công nghệ LoRa để theo dõi các tham số sức khỏe như nhịp tim, hoạt động vận động, 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 giám sát sức khỏe của người cao tuổi khi họ ở xa. Từ đó, người thân hay bác sĩ có thể quan sát và biết được các cảnh báo về tình trạng khẩn cấp hoặc sự thay đổi đột ngột trong sức khỏe của người bệnh.
Kết luận
Với những thông tin vừa rồi, chúng ta đã biết được LoRa được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Không chỉ có trong các doanh nghiệp hay công xưởng lớn, nó còn được áp dụng trong đời sống hàng ngày của chúng ta. Từ đây, Hoàng Hà Mobile hy vọng bạn sẽ biết cách tận dụng được công nghệ này để gia tăng chất lượng cuộc sống của mình nhé.
Xem thêm:
