PL 
EnglishDomyślny
Українська📡 Zasięg sieci IoT LoRaWAN
Bilans łącza LoRaWAN: RSSI = P_tx + G_ant − L_path (Okumura-Hata). Współczynnik rozpraszania 7-12 wymienia przepływność na zasięg. Zobacz promień zasięgu bramki, skuteczność dostarczania pakietów i zakłócenia.
Jak to działa
Symulator umieszcza bramkę LoRaWAN w centrum mapy (kliknij, aby ją przenieść). Węzły IoT są rozmieszczone losowo. Dla każdego węzła obliczane jest tłumienie sygnału za pomocą modelu Okumura-Hata, a otrzymana moc sygnału jest porównywana z progiem czułości zależnym od współczynnika rozpraszania (SF).
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest LoRaWAN?
LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) to protokół LPWAN wykorzystujący modulację LoRa do łączenia zasilanych bateryjnie urządzeń IoT na dużych odległościach (do 15 km na terenach wiejskich, 2-5 km w mieście) przy bardzo niskim poborze energii — czujniki mogą działać na jednej baterii przez lata.
Czym jest współczynnik rozpraszania w LoRa?
Współczynnik rozpraszania (SF7-SF12) określa, ile ćwierkań (chirpów) koduje każdy symbol. Wyższy SF zwiększa zasięg i czułość odbiornika o ok. 2,5 dB na krok, ale zmniejsza o połowę przepływność danych i podwaja czas transmisji, zwiększając wykorzystanie cyklu pracy.
Czym jest bilans łącza (link budget) LoRaWAN?
Bilans łącza to RSSI = P_tx + G_ant_tx − L_path + G_ant_rx. Dla LoRaWAN przy 868 MHz czułość odbiornika mieści się w zakresie od −123 dBm (SF7) do −137 dBm (SF12), co daje bilans łącza rzędu 154-168 dB, łącznie z zyskami anten.
Czym jest model tłumienia sygnału Okumura-Hata?
Model Okumura-Hata przewiduje tłumienie sygnału w środowiskach miejskich/podmiejskich: L = 69,55 + 26,16 log(f) − 13,82 log(hb) + (44,9 − 6,55 log(hb)) log(d). Parametry: f = częstotliwość w MHz, hb = wysokość stacji bazowej, d = odległość w km.
Czym jest RSSI w LoRaWAN?
RSSI (wskaźnik siły odbieranego sygnału) mierzy odbieraną moc w dBm. Bramki LoRa potrzebują RSSI powyżej progu czułości zależnego od SF, aby poprawnie zdekodować pakiety. Poniżej progu pakiet zostaje utracony.
Jakie przepływności danych obsługuje LoRaWAN?
Przepływności danych LoRaWAN mieszczą się w zakresie od 0,3 kb/s (SF12, BW125) do 50 kb/s (SF7, BW500). Standardowy plan europejski wykorzystuje BW125, dając 0,3-5,5 kb/s. Niższy SF daje wyższą przepustowość, ale wymaga silniejszego sygnału.
Ile urządzeń może obsłużyć jedna bramka LoRaWAN?
Pojedyncza bramka LoRaWAN może obsłużyć tysiące urządzeń, ponieważ każda transmisja jest krótka (0,1-2 sekundy). Bramki wykorzystują koncentratory 8-kanałowe, aby nasłuchiwać jednocześnie na wielu kanałach częstotliwości.
Czym jest ograniczenie cyklu pracy (duty cycle) w LoRaWAN?
W Europie (pasmo 868 MHz) urządzenia muszą przestrzegać 1% cyklu pracy na podpasmo, co ogranicza transmisję do 36 sekund na godzinę. To ograniczenie wyznacza częstotliwość raportowania czujników i musi być uwzględnione w projekcie sieci.
Czym jest ADR (Adaptive Data Rate) w LoRaWAN?
ADR pozwala serwerowi sieciowemu optymalizować SF i moc nadawania każdego urządzenia. Urządzenia blisko bramki przechodzą na SF7 dla wysokiej przepustowości; odległe urządzenia używają SF12 dla maksymalnego zasięgu. Poprawia to wykorzystanie pojemności sieci.
Jakie są typowe środowiska wdrożenia LoRaWAN?
LoRaWAN jest wykorzystywany do inteligentnego opomiarowania, monitoringu rolniczego, inteligentnych parkingów miejskich, śledzenia zasobów, monitorowania środowiska oraz przemysłowego IoT. Wdrożenia wiejskie osiągają zasięg 10-15 km; miejskie zazwyczaj 1-3 km na bramkę.
O tej symulacji
Ten symulator umieszcza bramkę LoRaWAN na mapie 20×10 km i oblicza rzeczywiste tłumienie sygnału metodą Okumura-Hata dla każdego rozproszonego węzła IoT, porównując wynikowe RSSI z progiem czułości zależnym od współczynnika rozpraszania (od −123 dBm przy SF7 do −137 dBm przy SF12), aby oznaczyć każdy węzeł na zielono (w zasięgu) lub czerwono (poza zasięgiem). Wyszukiwanie binarne na bieżąco wyznacza dokładny promień zasięgu dla aktualnych ustawień mocy nadawania, częstotliwości i środowiska.
🔬 Co przedstawia
Mapa zasięgu wokół bramki, na której łączność węzła jest decydowana przez rzeczywiste obliczenie bilansu łącza — a nie stały okrąg — dzięki czemu promień zasięgu naprawdę kurczy się lub rośnie wraz ze zmianą współczynnika rozpraszania, mocy nadawania, częstotliwości lub typu środowiska.
🎮 Jak korzystać
Dostosuj współczynnik rozpraszania, moc nadawania, częstotliwość, środowisko i liczbę węzłów, kliknij, aby przenieść bramkę w dowolne miejsce na mapie, i naciśnij ⟳ Rozrzuć węzły, aby wylosować nowe pozycje urządzeń. Obserwuj panel bilansu łącza, który w czasie rzeczywistym aktualizuje czułość, maksymalne tłumienie sygnału, promień zasięgu i przepływność danych.
💡 Czy wiesz, że?
Przejście z SF7 do SF12 mniej więcej podwaja promień zasięgu, ale zmniejsza przepływność danych z ok. 5470 b/s do 250 b/s — cały system współczynników rozpraszania LoRaWAN istnieje po to, by każde urządzenie mogło wymieniać przepustowość na zasięg, a ten symulator pozwala obserwować ten kompromis na żywo.
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego zwiększenie współczynnika rozpraszania zmienia więcej czerwonych węzłów na zielone?
SF_SENSITIVITY przypisuje każdemu SF niższy (bardziej ujemny) próg czułości — −137 dBm dla SF12 jest o 14 dB czulsze niż −123 dBm dla SF7 — a computeCoverageRadius() metodą wyszukiwania binarnego znajduje odległość, przy której tłumienie Hata po raz pierwszy przekracza ten nowy, większy dopuszczalny maxPL, bezpośrednio powiększając promień zasięgu.
Dlaczego zmiana środowiska z wiejskiego na miejskie zmniejsza okrąg zasięgu?
pathLossHata() stosuje różne człony korekcyjne dla każdego środowiska — człon wiejski odejmuje duży, zależny od częstotliwości czynnik od bazowego tłumienia Hata, dając terenom wiejskim znacznie niższe tłumienie na kilometr niż miastom, więc ten sam budżet maxPL wyczerpuje się na krótszym dystansie w mieście.
Dlaczego zwiększenie suwaka częstotliwości zmniejsza zasięg, mimo że reszta ustawień pozostaje bez zmian?
Wzór Hata zawiera człon 26,16·log10(f), więc tłumienie sygnału rośnie wprost proporcjonalnie do logarytmu częstotliwości — wyższe częstotliwości tłumią się szybciej na tym samym dystansie, dlatego pasma LoRaWAN poniżej 1 GHz (433-868 MHz) są wybierane specjalnie do IoT dalekiego zasięgu, a nie wyższe pasma ISM.
Dlaczego zwiększenie mocy nadawania zwiększa zasięg mniej, niż sugerowałoby jej podwojenie?
maxPL = txPow + G_ant − czułość + G_ant wchodzi do promienia zasięgu poprzez logarytmiczny model tłumienia sygnału, więc każdy dodatkowy dB mocy nadawania daje coraz mniejszy przyrost odległości — to ta sama fizyka malejących przyrostów, która leży u podstaw wszystkich bilansów łącza radiowego, a nie osobliwość tego symulatora.
Dlaczego tylko część węzłów staje się czerwona, gdy zwiększam liczbę węzłów bez zmiany czegokolwiek innego?
randomNodes() rozrzuca pozycje równomiernie po całej mapie niezależnie od promienia zasięgu bramki, więc wraz ze wzrostem liczby węzłów coraz więcej z nich przypadkowo trafia poza ten sam, stały okrąg zasięgu — podział na czerwone/zielone odzwierciedla rzeczywisty fizyczny zasięg, a nie samą liczbę węzłów.
Dostosuj współczynnik rozpraszania 7–12 oraz moc nadawania, aby wymieniać przepływność danych na zasięg, i obserwuj, jak zmienia się promień zasięgu bramki oraz skuteczność dostarczania pakietów.
3D · renderer Three.js / WebGL · cel 60 FPS · działa w całości po stronie klienta, bez instalacji