Einblick in den LoRaWAN® Protocol Stack: Funktionen, Standards und Aufbau

Wenn Sie bereits erste Erfahrungen mit LoRaWAN® gesammelt haben, aber unsicher sind, ob die Open-Source-Komponenten für Ihre Anwendungen ausreichen, ist der LoRaWAN® Protocol Stack von STACKFORCE die richtige Lösung.

Er ist eine fortschrittliche Weiterentwicklung des Open-Source-Stacks und speziell für industrielle Nutzung in komplexen Umgebungen optimiert – mit hohen Sicherheitsanforderungen und maximaler Performance. Gleichzeitig sparen Sie Ressourcen und können den Einsatz der Software zuverlässig planen.

Stack Features des LoRaWAN® Protocol Stack

Der STACKFORCE LoRaWAN® Stack implementiert die entscheidenden Schichten für Endknoten:

  • Flexible API für die Software-Bibliothek
  • Schnittstellen zur Externalisierung von Sicherheitsfunktionen
  • Hardware Abstraction Layer (HAL) für plattformübergreifende Nutzung
  • Einheitliches Look-and-Feel der API

Die Modem-Applikation stellt die API über eine serielle Schnittstelle bereit (UART, SPI, weitere Ports) und sorgt für minimalen Overhead. Für besonders sensible Anwendungen ist eine AES-verschlüsselte Nutzung der seriellen Schnittstelle möglich.

Darüber hinaus unterstützt der Stack beliebige Festspeicher wie EEPROM, Flash oder MRAM und ermöglicht eine plattformspezifische Optimierung z. B. für hardwaregestützte AES-Verschlüsselung oder CRC-16.

Die Kommunikation erfolgt standardmäßig bidirektional nach Klasse A, kann aber auch in Klasse B (zeitschlitzorganisiert) oder Klasse C (kontinuierlicher Empfang) betrieben werden. Dadurch ist die Empfangsrichtung stromsparend und anwendungsabhängig flexibel wählbar.

Thumbnail representing an overview of the LoRaWAN® protocol stack, its functions, standards and architecture

Implementierte Standards

Der LoRaWAN® Protocol Stack für Endknoten basiert auf der LoRaWAN® Spezifikation v1.0.4 inklusive der zugehörigen Regionalparameter. Diese definieren weltweit die Nutzung verschiedener Frequenzbänder, z. B.:

  • EU868
  • US915
  • AU915
  • AS923
  • IN865

Damit können Sie LoRaWAN®-Geräte auch länderübergreifend einsetzen.

Optional unterstützt der Stack Class B für zeitgesteuerten Empfang und Firmware Update Over The Air (FUOTA). Dank der durchdachten Hardware-Abstraktion benötigen Sie im Wesentlichen lediglich einen LoRa®-fähigen Funkchip, um den Stack zu nutzen.

Vorteile gegenüber der Open-Source-Variante

Der STACKFORCE LoRaWAN® Stack bietet gegenüber Open-Source-Lösungen zahlreiche Vorteile:

  • Einfache Integration: Simple C library und einheitliche API
  • Management Entity: Strukturierung der gesamten Stack-Parameter
  • Multi-Stack-Fähigkeit: Problemloser Betrieb als Dual- oder Triple-Stack (z. B. mit mioty®, Sigfox oder Wireless M-Bus)
  • Duty-Cycle-Option: Erweiterte Bandbreite möglich
  • Industrieller Reifegrad: Umfangreich getestet, standardkonform, mit Gewährleistung
  • Zertifizierung: Garantierte LoRaWAN®-Konformität bei Portierungen auf Kunden-Hardware
  • Langfristige Wartung: Regelmäßige Updates und Supportpakete
  • Individuelle Anpassungen: Kundenspezifische Änderungen und USPs planbar und professionell umsetzbar

Der Stack ist robust, funktional umfangreicher als Eigenentwicklungen aus Open-Source-Komponenten und erprobt in verschiedensten IoT-Anwendungsfällen.

Das LoRaWAN® Stack Angebot

Das Stack-Paket enthält:

  • Vorkompilierte Stack-Bibliothek
  • Hardware-spezifische Treiber
  • Serielle Schnittstelle
  • Power Management
  • Zwei App-Ordner: Example und Modem

Anwendung:

  • Single-Chip-Design: Stack-Bibliothek über App Example direkt auf dem Mikrocontroller ausführen
  • Zwei-Chip-Design: App Modem für Kommunikations-Controller, Host-Controller greift auf Protocol Stack zu

Mit dem Erwerb erhalten Sie:

  • Protokoll-Stack (Objektcode)
  • RF-Treiber (Objektcode)
  • HAL (Quellcode)
  • 12 Monate Wartung (Basispaket), Erweiterungen je nach Lizenzmodell

Alle LoRaWAN® Stacks

OMS®/wM-Bus + OMS® over LoRaWAN® für Endgeräte

Multi-Stack

Endgerät

Verfügbar für: Semtech, STMicroelectronics

Nahtloser Wechsel zwischen Stacks

Zählerfernauslesung auf zwei Arten

Integration von LoRaWAN® in die OMS® Welt

Vorzertifizierung für Referenz Hardware

OMS®/wM-Bus + LoRaWAN® für Endgeräte

Multi-Stack

Endgerät

Verfügbar für: Semtech, STMicroelectronics

Zählerfernauslesung auf zwei Arten

Reibungsloser Übergang von OMS® zu LoRaWAN®

Nahtloser Wechsel zwischen Stacks

Benutzerdefinierte Protokollpriorität

LoRaWAN® Application Protocols v1.0.0 Modul

Software-Modul

Endgerät

Stackunabhängige Bibliothek für LoRaWAN® FUOTA

FUOTA-Prozess über eine einzige Schnittstelle

Umfangreiche Doku für nahtlose Integration

Single Fragmentierungssitzung

LoRaWAN® v1.0.4 für Endgeräte

Single Stack

Endgerät

Verfügbar für: STMicroelectronics

LoRaWAN® Spezifikation v1.0.4

Leistungsfähige industrielle Nutzung

Industrieerprobt in IoT-Anwendungen weltweit

Vorzertifizierung für Referenz-Hardware

Im zweiten Teil erfahren Sie mehr zu den Hardware-Anforderungen und Produktlizensierung des LoRaWAN® Stacks – inklusive kompatibler Mikrocontroller, Funkchips und System-on-Chip-Lösungen.

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