Compréhension complète de LoRa et LoRaWAN

LoRa est une technologie sans fil radiofréquence longue portée. Induire, Réseaux étendus de faible puissance (LPWAN) transmettre des données sur une plus longue portée allant jusqu'à 10 km. LoRaWAN est un protocole LPWAN de fréquence sous licence et sans licence par lequel l'IoT induit par la technologie Lora (Internet des objets) la connectivité est obtenue.

introduction

Tu pourrais penser, la mondialisation du monde ne ralentit pas de sitôt. Devine encore. Le processus n'est pas aussi transparent qu'on pourrait le penser. La mondialisation est simplement, dés-isolement. Et pour que cela se produise, une communication optimale doit être obtenue entre les dispositifs physiques technologiques, capteurs, appareils électroniques et logiciels dans le monde entier via des canaux de transmission appropriés, dans un processus connu sous le nom de Connectivité Internet des objets. Le nombre croissant et l'amélioration de la technicité des dispositifs technologiques sans un avancement égal de leurs moyens ou techniques de communication ont entraîné la mondialisation et la IoT dilemme de connectivité LORune et LORAWAN ont été conçus pour résoudre.

Qu'est-ce que LORune?

LoRa est une technologie qui fournit un environnement LPWAN de LoRaWAN à travers lequel les appareils de faible puissance peuvent transmettre des données avec des fréquences radio modulées à spectre étalé Chirp sans licence et sous licence sur une très longue portée de dizaines de kilomètres. Le mot LoRa est un acronyme créé à partir des deux premières lettres des mots Ilng En dehorsge. La technologie Lora agit comme une modulation pour les réseaux étendus de faible puissance (LPWAN) et il influence la transmission et la communication de ces types de réseaux du nombre de manières suivantes:

• LoRa standardise les réseaux étendus (WAN) en augmentant leurs portées de communication jusqu'à quelques kilomètres. réduit l'énergie nécessaire à la transmission. LoRa et LoRaWAN peuvent y parvenir en réduisant le nombre de bandes passantes utilisées dans la transmission.
• La modulation à spectre étalé de la puce des fréquences de la technologie LoRa, augmente l'efficacité de la transmission de données en réduisant les risques d'interférences à presque 0%.

La technologie Lora se compose de deux parties principales qui fonctionnent ensemble comme une seule unité.

• La technologie LoRa ou couche physique: La couche physique LoRa est la couche matérielle qui définit le lien ––sous la forme d'une puce LoRa qui donne la spéciation électrique des données–– à travers laquelle la communication des appareils peut avoir lieu dans une connexion IoT.
• Le protocole, également connue sous le nom de couche de communication – qui repose sur la couche physique LoRa – qui régit la sécurité, l'intégrité et d'autres facteurs connexes des données transmises et surveille également le processus de communication induit par la technologie LoRa dans un projet IoT.

Ce qui précède LoRa contre LoRaWAN 'Cette explication nous fait voir que la combinaison de la LoRa + LoRaWAN fait de l'ensemble du réseau de communication LoRa un réseau étendu de faible puissance (LPWAN).

Comment LoRaWAN agit-il exactement en tant que LPWAN? Vous pourriez vous demander.

LFondamentaux du réseau oRaWAN

La technologie LoRa utilise de nombreux réseaux étendus de faible puissance mais, LoRaWAN est plus utilisé que les autres.

Le réseau LoRaWAN est responsable du protocole de communication du système LoRa qui comprend, assurer la sécurité et l'intégrité des données communiquées via la technologie LoRa. LoRa et LoRaWAN sont des filiales de la LoRa Alliance. Avec l'aide de la technologie LoRa, LoRaWAN permet de transmettre vos données sur une distance moyenne de 9 km. Le LoRaWAN a une architecture réseau d'une structure de connexion topologique en étoile. Configuré pour permettre la transmission optimale des données dans les communications entre le serveur réseau et les nœuds sensoriels LoRa.

Dans le réseau LoRaWAN, les données sont communiquées par radiofréquences, il peut s'agir soit de bandes de fréquences libres de droits spécifiques à certaines régions telles que; 915 MHz et 868 MHz pour l'Amérique du Nord et l'Europe respectivement. OU ALORS, les données pourraient être transmises sur des bandes de fréquences autorisées.

Vous pourriez penser et bien sûr, il est raisonnable de supposer que beaucoup d'énergie et de puissance sont utilisées pour réaliser un tel exploit.

Devinez quoi?

Vous vous trompez. La consommation d'énergie est considérablement inférieure à celle d'autres réseaux de communication de portée inférieure.

Comment cela a-t-il été réalisé? Vous pourriez vous demander.

Une certaine loi scientifique a déduit que la portée d'un certain réseau étendu ne peut être augmentée qu'en augmentant la consommation d'énergie ou en réduisant la bande passante.

En d'autres termes, Le réseau LoRaWAN permet à vos appareils électroniques de faible puissance de communiquer via une connexion sans fil longue portée avec des applications accessibles par Internet.

LPile technologique oRaWAN

La pile technologique LoRaWAN est un serveur technologique LoRaWAN doté de fonctionnalités facilement intégrables au réseau LoRaWAN et permettant de gérer les passerelles du réseau, utilisateurs, appareils et applications. Les spécificités de la pile technologique LoRaWAN sont généralement propres à la marque bien que, une pile technologique LoRaWAN typique doit être compatible avec le A, B, C modes de fonctionnement, tous les paramètres régionaux et aussi toutes les versions de LoRaWAN.

Certaines autres fonctionnalités communes à toutes les piles technologiques LoRaWAN incluent:

• Garantie de sécurité; Les piles technologiques LoRaWAN offrent et gèrent la sécurité du réseau LoRaWAN grâce à une sécurité de cryptage de pointe et garantissent la confirmation de l'identité avant qu'un utilisateur n'obtienne une session sur le réseau LoRaWAN.
• La conception des piles LoRaWAN leur permet de servir d'intégration standard dans les solutions de protocole LoRaWAN.
• Les piles LoRaWAN peuvent être utilisées pour configurer et optimiser les passerelles de réseau LoRaWAN afin d'améliorer l'efficacité, réduire la consommation d'énergie et donc, Coût.

Quelques exemples de marques de piles LoRaWAN incluent The Things Network Stack V3, Piles de réseau Semtech LoRaWAN, etc..

Éléments du réseau LoRaWAN: Une introduction

LoRaWAN vous permet d'avoir une connexion Internet stable avec des appareils à faible consommation d'énergie

Le réseau LoRaWAN fonctionne grâce au fonctionnement collectif de différents éléments. dont certains comprennent:

• La fréquence sur laquelle la communication est établie. Les fréquences peuvent être sous licence ou sans licence.
• Nœuds ou périphériques d'extrémité: Un nœud d'extrémité est un appareil ou tout objet équipé d'un émetteur de fréquence et d'autres fonctionnalités qui le rendent capable de communiquer à faible puissance avec une passerelle LoRaWAN.
• passerelle: antennes de réception et d'émission de signaux.
• Network Serve contrôle le logiciel qui supervise le bon acheminement de toutes les données communiquées.
• Logiciel d'application exécuté sur le serveur de réseau.

Périphériques END basés sur LoRa

Appareils END basés sur LoRa, également appelés nœuds LoRa End. Un nœud LoRa End est un appareil qui est généralement alimenté par batterie et est équipé de composants qui lui confèrent, caractéristiques, lui permettant de communiquer avec une passerelle LoRa dans un réseau de communication LoRaWAN.

Les terminaux basés sur LoRa sont équipés d'une carte de circuit imprimé de nœud LoRa, d'un module radio et d'antennes imprimées pour la communication de signaux sans fil avec la passerelle LoRa.

Les nœuds LoRa sont également équipés de microprocesseurs de capteurs pour détecter et traiter les signaux et les changements et actions spécifiques.

Certains terminaux basés sur LoRa sont équipés de capteurs qui peuvent;

• Détecter la température,
• Peut détecter et enregistrer le mouvement
• Peut détecter une chute

Noter: Dans le réseau LoRaWAN, Deux terminaux basés sur LoRa ne peux pas communiquer directement sans utiliser de passerelle LoRa.

Passerelles LoRa

UNE Passerelle LoRa est un appareil alimenté électriquement dans la connexion du réseau de communication LoRa et LoRaWAN qui peut accepter les signaux transmis par les appareils du nœud final, traiter le signal puis les acheminer vers l'application LoRa appropriée. Une connexion réseau LoRaWAN typique comprend généralement plus d'une passerelle.

Les passerelles LoRa sont équipées des fonctionnalités et composants sous-listés suivants;

• Un microprocesseur utilisé dans le traitement des données.
• Un circuit imprimé avec un module radio, utilisé dans la communication des fréquences radio.
• Un port et un câble Ethernet qui permettent aux passerelles d'accéder à Internet.

Les passerelles LoRa sont conçues pour écouter simultanément de nombreuses fréquences radio à la fois.

Il existe différentes marques de passerelles LoRa disponibles et chacune possède des fonctionnalités spécifiques en plus de ces fonctionnalités générales.

Serveur de réseau LoRa

• Serveur réseau LoRa supervise et gère l'ensemble du processus de communication. Ce sont généralement des plates-formes basées sur le cloud du réseau LoRaWAN et, via le logiciel d'application installé sur le système cloud, dont elles sont principalement responsables.:
• Assurer la sécurité de la connexion LoRaWAN en s'assurant que le serveur d'application valide correctement l'authenticité de l'identité de chaque appareil utilisateur avant qu'un serveur ne soit accordé et également en empêchant les interférences.
• Superviser et assurer le bon acheminement bidirectionnel des données. C'est-à-dire, soit des nœuds END vers les applications LoRa spécifiques avec l'UPLINK soit la communication de données des applications LoRa vers les nœuds d'extrémité.
• Optimiser la durée de vie de la batterie des terminaux basés sur LoRa pour maintenir leur durée de vie et également pour maintenir l'intégrité et l'efficacité de l'ensemble du réseau de communication LoRa et LoRaWAN.

Un serveur réseau LoRa doit être compatible avec toutes les versions disponibles de LoRaWAN.

Serveur d'applications LoRa

La fonction principale du serveur d'application LoRa est de décoder et de traiter les données transmises des nœuds d'extrémité LoRa aux applications LoRa et d'encoder les données envoyées par les applications LoRa aux nœuds d'extrémité. La plupart des marques de serveurs d'applications LoRa vous permettent de lier facilement votre système cloud de gestion de données personnelles au réseau Lora..

Éléments du réseau LoRaWAN: Mise en service de l'appareil

Pour qu'un appareil se voit accorder une session dans le réseau de communication LoRaWAN, l'identité doit être confirmée via une procédure de jointure impliquant un processus d'activation au cours duquel certaines clés et certains codes seront générés et partagés avec l'appareil pour le mettre en service dans un appareil LoRa End node..

Éléments du réseau LoRaWAN: Sécurité

LoRaWAN a un système de cryptage et de sécurité très standard. Le système de sécurité LoRa est divisé en deux grandes couches différentes mais interconnectées.

Ils s'appellent la sécurité du réseau et des applications. La couche de chiffrement du réseau met en service l'identité et l'intégrité du nœud d'extrémité LoRa.

La sécurité de l'application garantit que le propriétaire du cloud réseau que vous utilisez n'a pas accès à vos données, en tant qu'utilisateur final.

Le réseau LoRaWAN est également intégré à deux autres couches distinctes de codes de cryptage avancés. Ils sont:

• Un algorithme unique de 128 bits Clé de session réseau qui est partagé entre et reconnu par les nœuds d'extrémité LoRa et le serveur de réseau.
• Un algorithme unique de clé de session d'application 128 bits qui est reconnu et partagé au niveau du levier d'application dans une connexion de bout en bout.

Le protocole de communication LoRaWAN crypte les données transmises dans le réseau LoRaWAN. Étant donné que les données sont transmises sur une fréquence radio normale, elles doivent être cryptées via un mécanisme ou un protocole différent. Toutes les données du réseau LoRaWAN sont généralement cryptées deux fois.

Dans un réseau de communication LoRaWAN typique, le flux de données de cryptage comprend:

• Les nœuds d'extrémité cryptent d'abord les données qu'ils ont recueillies via leurs capteurs.
• Les données cryptées par le nœud sont ensuite codées avec une deuxième couche de cryptage par le protocole LoRaWAN.
• Ensuite, le nœud et les données cryptées par le protocole LoRaWAN sont ensuite envoyés à la passerelle LoRa qui transmet à son tour les données via Internet aux applications LoRa..
• Le serveur réseau qui gère cette transmission et partage également les clés de session réseau avec les terminaux décode ensuite le chiffrement du nœud avec les clés de session réseau qu'il possède et transmet les données au serveur d'application.
• Le chiffrement de nœud restant sur les données est ensuite décodé par le serveur d'application avec la clé de session d'application.

La procédure d'adhésion à LoRa

L'activation d'un nouvel appareil rejoignant le réseau de communication LoRa peut être complétée par l'un des deux processus énumérés ci-dessous:

• Activation par personnalisation (ABP)
• Activation en direct (OTAA)

À la fin du processus d'activation, la clé de session réseau et la clé de session d'application auraient été partagées avec le nouvel appareil, qui serait maintenant appelé périphérique de nœud final.

Activation Par personnalisation (ABP)

La méthode ABP pour rejoindre le réseau LoRa implique l'ajout d'un nouvel appareil sans avoir de clés de session spécifiques telles que AppEUI, DevEUI, etc. partagé avec lui. Au lieu, les clés de session, y compris, FNwk_SIntKey et environ trois autres, serait stocké directement dans l'appareil final. Un appareil ne peut être activé via le processus ABP que s'il dispose déjà des informations requises pour la participation au réseau LoRa, au démarrage.

Activation en direct (OTAA)

La procédure d'activation sans fil implique la communication directe entre un périphérique final et le serveur de réseau. Ce processus d'activation est choisi uniquement lorsque le terminal est réinitialisé.

Le processus OTAA comprend:

• Le nouvel appareil envoie un message spécifique demandant au réseau LoRaWAN au serveur du réseau LoRa.
• Le serveur réseau reçoit le message et l'interprète comme invalide ou valide. Si valide, une clé d'authentification ou de session est générée

Classes de périphériques LoRa

Les nombreux domaines dans lesquels LoRa peut être appliqué ont donné lieu à la catégorisation de divers dispositifs LoRaWAN en différentes classes.

Les trois classes d'appareils LoRa sont la classe A, B et C.

Appareils LoRa de CLASSE A

Les terminaux classés en classe A sont seuls responsables de l'établissement de la communication dans un réseau LoRaWAN. Le serveur réseau n'est pas capable d'initier la communication dans une communication de classe A. Le terminal de classe A initie la communication en envoyant des données sur une bande de fréquence radio spécifique aux applications LoRa. Il écoutera ensuite et attendra les données reçues sur cette fréquence particulière. Si la passerelle LoRa ne peut pas recevoir les informations. Le périphérique du nœud final écoutera alors une autre fréquence avec laquelle les passerelles LoRa et les serveurs de réseau sont plus familiers. Pour vérifier si les données ont été acceptées sur cette fréquence au lieu de celle sur laquelle elles ont été communiquées.

• Tous les terminaux LoRaWAN doivent pouvoir prendre en charge la classe A.
• Les appareils LoRa de classe A sont bidirectionnels, chaque transmission de données en liaison montante des appareils finaux vers l'application LoRa étant accompagnée de deux brèves transmissions descendantes de données de l'application vers les nœuds d'extrémité.
• Le type de protocole ALOHA est observé dans les appareils LoRa de classe A
• Les appareils de classe A sont très efficaces car le taux de consommation d'énergie pourrait être optimisé et ainsi, peut fonctionner au niveau de puissance le plus bas de toutes les classes.

Appareils LoRa de classe B

Les appareils LoRa de classe B sont alimentés par batterie et bien, similaire en fonctionnement à la classe A, il utilise plus de puissance par rapport à la classe A. Parce que, l'appareil final n'hiberne pas automatiquement lorsqu'il ne recherche pas les signaux connectés. Il y a des fenêtres de connexion ouvertes par intermittence pour la communication de données entre les passerelles LoRa et le périphérique final dans une certaine synchronisation périodique les uns avec les autres.

Appareils LoRa de classe C

Les appareils LoRa de classe C ont la plus grande consommation d'énergie parmi toutes les classes d'appareils LoRa End. Les terminaux envoient toujours activement des signaux sur les fréquences radio aux passerelles LoRa et écoutent simultanément les fréquences. Les appareils LoRa de classe C sont des nœuds d'extrémité qui vous offrent la flexibilité et la commodité de pouvoir envoyer des données à tout moment.. Les appareils de classe C sont également alimentés par batterie.

Le serveur d'identité

Le serveur d'identité vérifie l'identité des utilisateurs rejoignant le réseau LoRa. Dans un réseau LoRaWAN, le serveur d'identité enregistre les appareils, passerelles, utilisateurs et applications. Dans un sens, l'identité est l'épine dorsale du réseau LoRaWAN car elle lui permet de fonctionner sur plusieurs appareils et à différents endroits dans le monde.

Modulation

LoRa est un projet breveté de modulation de spectre étalé dérivé de Chirp Spread Spectrum. Le spectre étalé Chirp module la fréquence du réseau de communication LoRaWAN en échangeant le débit de données de transmission dans une bande passante spécifique pour la sensibilité. Cela optimise l'efficacité du réseau et étend également simultanément la portée de communication du réseau LoRa tout en maintenant une bande passante spécifique.

Ffréquence

Le réseau LoRaWAN transmet les communications sur des bandes de fréquences sans fil radio qui peuvent être sous licence ou sans licence. Les fréquences radio sans licence sont gratuites mais, sont plus sensibles aux interférences par rapport aux fréquences autorisées.

Le secret de l'efficacité de la communication LoRa et LoRaWAN est la conception géniale du réseau de communication LoRaWAN qui utilise le spectre Chip Spread pour moduler les fréquences lorsque les données sont communiquées via une fréquence particulière.. De telle sorte que, même les communications LoRa sur radiofréquence sans licence avec peu ou pas de risques d'interférences. Rendre simultanément la connexion moins chère mais plus efficace et permettre aux données d'être transmises sur de longues distances.

Dans les réseaux de communication LoRa et LoRaWAN, les fréquences spécifiques peuvent être configurées via des radios LoRa et des horloges LoRa spécifiques à de nombreuses applications LoRa différentes.

Quelques exemples de fréquences radio MHz sans licence.

Asie: 169MHz, 433MHz

Amérique du Nord: 915 MHz

Considérations réglementaires pour LoRa utilisant une fréquence sans licence

Comme LoRa et LoRaWAN transmettent la communication de données sur des bandes de fréquences radio. LoRa Network utilise principalement les fréquences sans licence, C'est, ces fréquences, vous n'avez pas besoin d'obtenir une licence gouvernementale pour diffuser des signaux via. Les fréquences sans licence sont spécifiques à chaque zone géographique et localisation. Pour des raisons de sécurité et d'efficacité. Le gouvernement de chaque région désapprouve fortement la diffusion sur la bande de fréquences non spécifiée pour votre emplacement. Donc, lors de l'utilisation du réseau LoRa, vos radios et horloges LoRa doivent être configurées sur les bandes de fréquences spécifiques à votre emplacement.

Considération de la bande passante LoRaWAN

Des octets de données dans son format numérique sont transmis dans le réseau LoRaWAN.

Réseau LoRaWAN Le taux de transmission des données est limité à environ 100 octets, seule cette charge de données peut être efficacement communiquée à la fois entre un seul périphérique de nœuds d'extrémité et une passerelle. Bien que le réseau LoRaWAN implique souvent une communication simultanée entre plusieurs nœuds terminaux et une seule passerelle.

Débit de données adaptatif

Le débit du réseau de communication LoRaWAN est adaptatif dans le sens de son dynamisme dans l'échange du débit des données pour plus de sensibilité et aussi la sélection Réseau de données uniquement spécifiques, conduisant à la réduction du débit de données dans la communication LoRaWAN. La fréquence LoRaWAN modulée à spectre étalé empêche les différents débits de données d'interférer les uns avec les autres. Ainsi, optimiser l'efficacité des passerelles et de l'ensemble du réseau.

Gamme LoRa

La technologie LoRa est basée sur la réduction de la concentration de bande passante pour augmenter la portée et réduire la consommation d'énergie pour la transmission de données de petite taille sur de longues distances.

LoRa-Range peut également être affecté par l'emplacement physique. La portée d'une version spécifique de LoRaWAN sera plus courte dans une communauté urbanisée remplie de grappes de bâtiments, par rapport à une commune rurale qui a des dépendances de moins en plus espacées et donc, moins de risques d'obstruction de la fréquence de transmission.

LoRaWAN est-il meilleur que ses concurrents?

Les réseaux de communication LoRa et LoRaWAN sont tout simplement meilleurs que les autres.

LoRaWAN, en plus d'être le réseau étendu sans fil à faible puissance le plus utilisé, d'autres options de connectivité LPWAN telles que NB-IoT ne sont pas aussi rentables que LoRaWAN. La bande passante du réseau de communication LoRaWAN est relativement inférieure à celle des autres LPWAN, ce qui lui confère une plus grande couverture et une plus grande portée par rapport à ses concurrents. Aussi, LoRaWAN peut être appliqué dans un plus large éventail de domaines par rapport à ses concurrents de l'agriculture, dans l'application de LoRaWAN dans les compteurs d'eau intelligents pour l'irrigation des industries et des services publics domestiques normaux. Les capteurs et la technologie LoRaWAN se développent également dans l'application des bâtiments intelligents où la technologie LoRa peut être utilisée pour surveiller certaines conditions atmosphériques telles que; Température, humidité. L'application de la technologie LoRa dans la sécurité et la maintenance générale des bâtiments est également rapidement adoptée. Tandis que, l'application d'autres LPWAN est très limitée en comparaison.

Fonctionnalités de LoRa et LoRaWAN

• Le réseau LoRaWAN a une bande passante de 125 kHz
• La durée de vie moyenne minimale de la batterie des terminaux basés sur LoRa est 7 ans.
• Les passerelles ont un courant de crête et de veille d'environ 32 mili-ampère et 1micro ampère respectivement.
• Toutes les données transmises dans le réseau LoRaWAN sont cryptées deux fois
• Les appareils peuvent communiquer et transmettre des données dans le réseau LoRaWAN avec une faible consommation d'énergie sur une très longue portée d'environ 10Km.
• Dans le réseau LoRaWAN, les données sont transférées par radiofréquence (Les bandes de fréquences sans licence sont plus couramment utilisées)
• Le réseau LoRa est composé de composants tels que des nœuds d'extrémité, Passerelles, Serveurs réseau, Serveurs d'identité, Applications et logiciels LoRa.
• Le réseau de communication LoRaWAN est très rentable.

Avantages de LoRaWAN

• Une passerelle LoRa peut communiquer et échanger efficacement des données avec plusieurs périphériques de nœuds d'extrémité
• Les interférences sont réduites à des perturbations négligeables par la modulation à spectre étalé chirp.
• La technologie LoRaWAN est très sécurisée avec des couches de cryptage avancées.
• Les terminaux basés sur LoRa ont une durée de vie de batterie très longue.
• Le réseau LoRaWAN a une topologie simple et facile à comprendre.
• Les fréquences sur lesquelles les données sont transférées sont sous licence libre, ce qui réduit considérablement le coût d'exploitation.
• La technologie LoRa a une très longue portée de transmission de données, généralement plusieurs kilomètres.
• La consommation d'énergie dans la communication de données est très faible et prudente.

Désavantages

• Le débit de données du réseau de communication LoRaWAN est faible.
• Les canaux de bandes de fréquences sans licence de transmission de données peuvent être sensibles aux interférences.
• La conception du réseau LoRaWAN ne prend pas en charge la transmission d'une charge de données importante.

LoRaWAN Hhistoire

LoRa existe depuis maintenant dix ans et a été adopté par cent millions d'appareils dans le monde, augmenter l'utilisation de l'IoT.

Dans 2009, deux amis qui avaient le même but (construire une technologie de longue portée, modulation de faible puissance) rencontré en France. Nicholas Sornin et Olivier Seller ont consacré leur temps et leur dévouement à cette évolution malgré les déboires. Ce duo est entré en contact avec François Sforza, qui est devenu plus tard leur partenaire.

En mai 2012, Semtech a racheté cycleo avec conviction sur les capacités de LoRa et en février 2015, LoRa Alliance a été créée et le protocole a ensuite été nommé LoRaWAN. L'un des objectifs de Semtech est de simplifier et d'accélérer le processus de développement de l'IoT en mettant à disposition de nouveaux services et produits. Cela fait de LoRa et LoRaWAN le meilleur choix pour la création et la gestion de l'IoT.

LoRa et LoRaWAN dans une Nrésumé

LoRa est une technologie de modulation de fréquence développée pour l'intercommunication locale sans fil appartenant à la classe de technologie de câblage LPWAN.

LoRa, un système de radiofréquence sans fil appartient à Semtech. Ceci est un pilier électronique de LoRa Alliance. Depuis la création de LoRa Alliance en 2015, le nombre de personnes rejoignant l'équipe n'a cessé d'augmenter.

LoRa et LoRaWAN dans Context

LoRa et LoRaWAN fonctionnent à basse fréquence par rapport aux réseaux cellulaires. C'est ce qu'on appelle un spectre sans licence. Globalement, beaucoup de gens utilisent LoRa et LoRaWAN, principalement les entreprises et opérateurs de télécommunications européens

Pour s'assurer que le réseau LoRaWAN couvre beaucoup de pays, les opérateurs mobiles ont consacré leur temps à son développement. Malgré cela, le réseau LoRaWAN ne peut pas couvrir certains pays. Cela est dû à l'état du marché et à son histoire.

L'écosystème LAPWAN en développement et LoRa, LoRaWAN

Le système LPWAN a vu le jour il y a des années. pourtant, il a attiré l'attention il y a quelques années à peine. Cela est dû à:

• Avec l'ajout du LPWAN cellulaire, le taux d'adoption du LPWAN est élevé.
• Le LPWAN au niveau cellulaire a généré beaucoup de réactions.
• Le marché du LPWAN connaît une forte croissance. Sur le marché non cellulaire, de facto se développe et évolue et est assez jeune. Donc, malgré une zone limitée sur le marché de l'IoT, Le LPWAN connaît une forte croissance.

Certains opérateurs préfèrent cependant mélanger le cellulaire et le non-cellulaire où ils peuvent. Orange préfère LoRaWAN et LTE-M comme compléments plutôt que concurrents.

La gamme basse, Puissance et bande passante comme le LoRaWAN Sstandard:

Dans une entreprise française nommée Cycleo, les ingénieurs ont travaillé sur la technologie des ondes de fréquence qui a donné naissance à LoRaWAN. Après une période de négociations, par 2012, SEMTECH avait déjà acheté Cycleo. LoRaWAN a été formellement développé par LoRa Alliance et signifie protocole de couche MAC. Le protocole LoRaWAN est utilisé par plus de soixante-dix opérateurs et LoRaWAN IoT a été distribué dans plus d'une centaine de pays. LoRaWAN utilise des fréquences sans licence spécifiques à la région.

rédifférence entre LoRa et LoRaWAN

LoRa contre LoRaWAN peut être d'abord examiné en termes de couches OSI, il y a une différence entre LoRa et LoRaWAN. Il y a cependant différentes couches à ce modèle. La première est la couche physique qui est la LoRa qui permet des liaisons de communication longue distance. LoRaWAN a à voir avec le protocole de communication et la structure du système. Simplement, LoRaWAN est le réseau WAN.

LoRaWAN en Réseau Public et Réseau Privé

LoRaWAN a été créé pour les applications et les capteurs qui ne peuvent fonctionner qu'en transmettant et en recevant occasionnellement de petites quantités de données sur de longues distances en quelques heures. Le réseau est principalement défini par l'accessibilité des utilisateurs. Ce réseau peut être privé ou public.

Le LoRaWAN public:

Ceci est utilisé et réglementé par les opérateurs téléphoniques. Le LoRaWAN public prend en charge plusieurs applications de plusieurs organisations. Voici les étapes pour réaliser cette connectivité:

• Acheter un abonnement
• Installer des capteurs sur le site de l'opérateur
• Lancer les capteurs
• Obtenez les données sur le siège de l'opérateur et transmettez-les à l'endroit où elles peuvent être traitées.

Réseau privé LoRaWAN:

Les réseaux privés LoRaWAN sont utiles pour une seule entité après l'installation. Dans ce réseau, un utilisateur gère ses capteurs IoT et la structure de son réseau.

Vous pouvez réaliser cette connexion avec les étapes suivantes sous-énumérées:

• Achetez le numéro de passerelle spécifique qui est optimal pour le type de connexion que vous avez choisi.
• Mettre en place les capteurs sur le site
• Organiser les capteurs dans les passerelles.
• Créer une connexion passerelle-plateforme de traitement des données.
• Activer les capteurs.

Bles obstacles à la création de réseaux avec LoRaWAN

LoRaWAN est idéal pour de nombreuses applications mais pas pour un réseau privé. Les raisons sont:

La simultanéité de différentes passerelles laisse place à des interférences; lorsque LoRaWAN est utilisé, il tourne sur la même fréquence et peut accéder au trafic.

La réception des messages n'est pas assurée.

Il faut beaucoup de travail consacré à son développement; présentement, aucun fournisseur ne peut fournir une solution de bout en bout pour LoRaWAN. La difficulté est que vous devez travailler avec plusieurs fournisseurs pour obtenir des passerelles, nœuds et autres éléments qui composent le système. Cela crée beaucoup de travail pour l'utilisateur.

Un cercle de service crée une énorme limitation. Dans les réseaux publics, l'utilisation de la bande 868MHz s'accompagne de nombreux revers. La durée moyenne qu'une passerelle peut transmettre sur une certaine période ne dépasse pas un pour cent. En raison de ce, la charge de données LoRaWAN, C'est, la quantité de données transmissibles à un moment donné est limitée.

Til LoRa Aalliance

L'Alliance LoRa qui a été créée en 2015 est une organisation à but non lucratif qui consacre son temps et son travail à voir la cohérence du LPWAN ainsi que sa sensibilisation et sa promotion mondiales. La mission de LoRa Alliance est d'encourager et d'accélérer le taux d'adoption du réseau LoRaWAN. Ceci est réalisé en assurant la synergie de toutes les technologies et produits LoRaWAN, aider l'IoT à véhiculer un avenir meilleur. L'Alliance LoRa compte plus de cinq cents membres de différentes entreprises. Les membres de LoRa Alliance peuvent participer à des salons professionnels qui se déroulent dans le monde entier. Les membres bénéficient également de l'écosystème actif et des contributeurs apportant des solutions, produits et services pour créer des opportunités commerciales.

HComment puis-je établir une communication LoRa en duplex intégral entre deux nœuds?

L'objectif de l'IoT est d'aider les appareils de détection conventionnels à partager des données avec plusieurs appareils et à fournir ensemble un bon service. Par exemple, L'IoT peut être appliqué dans un environnement pour surveiller l'atmosphère et donner des informations ou des avertissements. Tout comme les technologies sans fil à courte portée sont utilisées à l'intérieur, des technologies ont été mises en place pour fournir un réseau sans fil extérieur à plus longue portée comme LoRa. De nombreuses technologies ont été appliquées pour permettre le transfert de données à partir des capteurs qui forment l'IoT. La transmission de données en duplex intégral implique simplement la porteuse de signal induite, simultané, transfert bidirectionnel de données dans un réseau de communication particulier. Dans ce réseau, deux nœuds servent d'émetteur-récepteur et ont le protocole LoRa.

Pendant la transmission, tout émetteur à proximité de votre récepteur perdra complètement sa capacité de réception et une courte période après la fin de la transmission. Un duplex intégral a besoin que les deux fréquences impliquées soient éloignées l'une de l'autre et a également besoin de filtres sur le récepteur pour empêcher le signal de l'émetteur d'en face. Aussi, vous ne pouvez pas transmettre et recevoir de données à la fois entre deux nœuds sans les appareils LoRa habituels utilisés dans les nœuds. Ils peuvent recevoir ou transmettre. La passerelle utilise divers appareils LoRa à canaux, identifiez donc un appareil qui utilise l'équivalent d'environ huit appareils LoRa à nœud unique.

Le réseau de communication LoRaWAN est-il la réponse aux Smart Buildings et Smart Cities?

LoRaWAN offre une solution à faible consommation d'énergie pour transmettre avec succès des données à des distances lointaines. Pour freiner ce problème et couvrir une plus grande surface, vous pouvez construire un réseau maillé LoRaWAN. Ce réseau vous permet de transmettre des données sur de longues distances car un nœud fonctionne comme un répéteur. Le réseau maillé LoRaWAN garantit la transmission des données et permet la construction de réseaux flexibles et plus grands qui consomment peu d'énergie. La technologie LoRa est le choix idéal pour les villes connectées car elle a une portée de signal plus longue et consomme peu d'énergie. La structure de la ville intelligente LoRaWAN est facile et abordable à réparer et ne nécessite pas de licence. Cette technologie peut transmettre et recevoir des données et transmettre des messages dans des zones reculées.

LoRa et Raspberry Pi- Pair pour offrir une communication avec Arduino

Un code framboise peut supporter à la fois Pi et Arduino faisant la communication entre ces deux possibilités. La bibliothèque de têtes radio est la fondation sous-jacente et la base de la connexion Raspberry et Pi. Vous devez l'installer dans votre IDE Arduino.

Pour commencer ce programme, importer la bibliothèque Serial Peripheral Code pour utiliser BPI ainsi que la bibliothèque RH_RF95 de la tête radio. Ceci est pour effectuer la communication LoRa.

Identifiez la broche de l'Arduino que vous avez connecté au CS, TVD, et broche INT d'Arduino et LoRa.

Montrez qu'une fréquence de 434MHz sera utilisée sur le module puis activez le module.

Réinitialiser le module LoRa dans la configuration à dix millisecondes.

Activez-le avec le module que vous avez créé avec la tête radio.

Réglez la puissance de transmission et la fréquence du serveur LoRa.

Envoyez le paquet de données via le module LoRa à l'intérieur de la boucle infinie.

LoRa et MQTT

MQTT est utilisé pour établir la communication entre les serveurs réseau et la passerelle. Les données sont communiquées entre plusieurs appareils par le protocole MQTT. Le protocole MQTT est généralement utilisé pour réduire les interférences dans les réseaux peu fiables, susceptible d'être interrompu. Le serveur collecte ces messages et clients capables de lire et d'écrire sur le courtier MQTT. Le client doit identifier les sujets auxquels il souhaite écrire ou s'abonner. Tous les sujets peuvent être sélectionnés. La plupart du temps, le broker MQTT travaille sur la machine du serveur. La passerelle écrira la charge utile visible obtenue de l'appareil avec des informations supplémentaires telles que la fréquence et l'heure à laquelle une liaison montante est transmise. MQTT aide les appareils à entreprendre l'intégration de données pour les opérations LoRaWAN privées de données qui sont mises en place de manière simple pour qu'un client puisse comprendre. Le courtier MQTT empêche également les passerelles dangereuses d'accéder aux liaisons montantes d'autres passerelles lorsqu'elles sont correctement configurées.

Harchitecture informatique

Entrée micro-américaine: Cette fonction est utilisée pour alimenter

connecteur USB (Héberger): c'est un port de sortie pour le Raspberry Pi

Entrée d'alimentation framboise

HDMI: interface de sortie vidéo numérique (haute définition)

Prise casque

Interface Ethernet

HComment connecter le matériel

Connectez votre module passerelle RHF0M01-868 au PR12 Bridge RHF4T002 au Raspberry Pi3

Connectez votre connecteur USB à votre entrée d'alimentation Raspberry à l'aide d'un câble USB

Connectez votre adaptateur USB vers UART puis au GP10 dans le Raspberry Pi

Connectez votre USB à un adaptateur UART puis à votre ordinateur

Connectez l'entrée USB à un 5 Volt par 2.1 Adaptateur ampèremètre utilisant un câble micro-USB de 100 cm.

SArchitecture du logiciel

Arduino: Ceci est utilisé pour ouvrir le port sensuel LoRaWAN avec GPS et lui transmettre également des signaux

Mastic: cet outil comprend un terminal série et SSH utilisé pour contrôler le Raspberry Pi. C'est également un navigateur Internet utilisé pour accéder au serveur LoRaWAN de l'interface RHF2001. Chrome sera le mieux pour cela).

Hcomment se connecter

1) Alimentez votre PC et connectez-le à putty

1. une) vérifie tes connexions
2. b) Accédez à votre gestionnaire de fichiers pour configurer votre mastic
3. c) Alimentez votre passerelle
4. ré) Utilisez RHF2S001 au routeur à l'aide d'un câble Ethernet
5. e) Vérifiez l'adresse IP et l'adresse MAC

2) Agrandir le système de fichiers de votre carte SD

3) Utiliser le serveur RHF2001

4) Utilisez RHF76-052AM pour configurer votre serveur LoRaWAN

LoRa IOT Kil Ccontenu

Passerelle LoRa: Cet appareil connecte différents types de réseaux. Le LG01 relie le réseau IP normal d'Internet en un seul, connexion transparente avec le réseau sans fil LoRa.

Arduino: il s'agit d'une plate-forme électronique qui utilise des logiciels et du matériel faciles à utiliser. Il est idéal pour quelqu'un qui met en place un projet interactif.

Bouclier LoRa: ceci est utilisé pour construire un nœud de capteur. Cela ajoute à la carte Arduino le sans fil LoRa.

Bouclier GPS LoRa: Cela construit un capteur en ajoutant à la carte Arduino LoRa sans fil et des capteurs.

Capteurs: il existe différents types de capteurs; le relais, EEI, ultrasonique, DHT11, photosensible, capteurs de flamme et buzzer.

LoRa Instructions de la trousse à outils

• Installez Arduino IDE et 340 conduire
• Téléchargez une bibliothèque LoRa pour l'Arduino installé.
• Optimiser l'environnement réseau pour configurer la passerelle LG01-N.
• Disposez les composants et connectez de manière optimale la passerelle LG01-N à Internet.
• Téléchargez un outil de mastic pour accéder à LG01-N en utilisant SSH
• Tester le réseau LoRaWAN
• Configurer une passerelle dans le serveur TTN
• Configurer la passerelle LG01-N
• Mettre en place une connexion de la passerelle au serveur du réseau LoRaWAN.
• Configurez la fréquence de communication LoRa de la passerelle vers votre emplacement spécifique.
• Etablir un lien avec le serveur d'application Cayenne
• Contrôler la relecture avec la communication de données de l'application LoRa vers les terminaux
• Dépannage du système réseau.
• Configurer le cryptage des terminaux basés sur LoRa et les boucliers GPS.
• Configurez l'appareil ABP dans TTN et téléchargez-le sur UNO

SQuelques critères à prendre en compte avant de sélectionner votre fournisseur de services IoT

Les services de connexion qu'ils offrent:

Consultez le service de connexion offert par votre fournisseur de services. Des services comme une connexion IoT complète de bout en bout doivent être fournis. Évaluer les capacités des fournisseurs de services. Ce dont les gens ont besoin, c'est d'un endroit qui peut leur donner les conseils dont ils ont besoin et qui devrait être en mesure de leur fournir des solutions IoT précises et fiables

c'est oui: e-sim permet à une personne de stocker plusieurs profils d'opérateurs sur le côté de son appareil à côté. e-sim contrôle le contrôle de l'IoT

Les exigences de connexion: chaque utilisateur a un besoin de connexion spécifique qu'il souhaite qu'un fournisseur de services satisfasse. Assurez-vous que votre fournisseur de services répond à ce besoin et n'aggrave pas votre problème.