LoRa (Longue portée) la technologie sans fil des capteurs crée des vagues dans l’Internet des objets (IoT) industrie. Cette technologie sans fil peut fournir une connectivité fiable sur de longues distances – s'étendant jusqu'à 10 km en zone rurale et 2 km en zone urbaine. Avec une transmission de données fiable pénétrant les espaces intérieurs et les structures souterraines, et des durées de vie des batteries dépassant plusieurs années – le tout à de faibles coûts opérationnels – LoRa promet d'éliminer de nombreux défis de connectivité et d'alimentation qui freinent les cas d'utilisation innovants de l'IoT.
Compte tenu de ses atouts, il n’est pas surprenant que les prévisions de l’industrie s’attendent à ce que LoRa connecte le prochain milliard d’appareils IoT. Le cabinet d'analystes ABI Research prédit que LoRa représentera plus de la moitié de toutes les connexions LPWA non cellulaires., ce qui peut totaliser près de 1.3 milliards par 2026.
Que sont les capteurs LoRa
Les capteurs LoRa sont des capteurs sans fil qui utilisent Technologie de communication LoRa pour transmettre les données des capteurs aux passerelles et aux applications. Ces capteurs consomment très peu d'énergie et peuvent fonctionner pendant plusieurs années avant de devoir être remplacés.. Les mesures courantes incluent la température, humidité, qualité de l'air, l'écoulement de l'eau, humidité du sol, vibration, et plus.
Les capteurs contiennent un microcontrôleur pour prendre les lectures des capteurs, Radio LoRa pour la communication sans fil, et une source d'alimentation par batterie. Les données des capteurs sont transmises périodiquement sur le réseau LoRa aux applications centrales et aux plateformes d'analyse.. Certains capteurs courants intégrés dans les capteurs LoRa incluent:
- DHT11 – Capteur de température et d'humidité
- Ultrasonique – Capteur de détection d'objet
- Photosensible – Détecteur de lumière ambiante
- Capteur de flamme – Pour détecter la présence d'un incendie
- Relais – Pour contrôler la puissance de l'appareil
- Buzzers – Alarmes ou avertissements sonores
- LED – Indicateurs visuels
- Modules GPS – Positionnement de l'emplacement
Ces capteurs peuvent être connectés à une carte microcontrôleur compatible LoRa comme un Arduino ou un Raspberry Pi pour collecter et transmettre les données des capteurs..
Comment les capteurs LoRa transmettent et reçoivent des données via LoRaWAN
Les capteurs LoRa fonctionnent au sein d'un réseau LoRa, utilisant le protocole LoRaWAN pour une transmission et une réception efficaces des données. Le LoRaWAN est un contrôle d'accès aux médias basé sur le cloud (MAC) protocole de couche qui agit principalement comme un protocole de couche réseau. Nous utilisons LoRaWAN pour gérer la communication entre les passerelles LoRa et les capteurs LoRa (nœuds). Il fonctionne comme un protocole de routage et la LoRa Alliance le maintient. La première version de LoRaWAN est sortie cette année 2015.
Dans l'architecture LoRaWAN, Nœuds LoRa, quels sont les capteurs équipés du protocole LoRa, lancer une communication asynchrone lorsqu’ils ont des données à transmettre. Cela permet à un réseau LoRa de négocier la sensibilité pour le débit de données avec une bande passante de canal fixe. Il s'agit principalement de sélectionner la quantité de pâte utilisée, un paramètre sélectionnable entre 7 et 12. Ce facteur d'étalement détermine la sensibilité et le débit de données d'un nœud LoRa.
Les données transmises par un nœud LoRa sont reçues par plusieurs passerelles LoRa, qui transmettent les paquets de données reçus à un serveur de réseau centralisé (Serveur IoT). Il filtre les paquets en double, gère le réseau, et effectue des contrôles de sécurité. Ensuite, le serveur envoie les données traitées aux modules applicatifs, panneaux de contrôle, ou appareils intelligents connectés. De cette façon, le protocole LoRaWAN montre une fiabilité et une précision élevées pour la charge modérée.
aditionellement, le protocole LoRaWAN intègre un codage de correction d'erreur directe pour améliorer la résilience du réseau contre les interférences. Avec un budget de liaison sans fil élevé autour 155 dB à 170 dB, Les réseaux LoRa présentent une portée étendue, ce qui les rend adaptés à diverses applications.
Comment mettre en place un réseau de capteurs LoRa
Les appareils d'un réseau LoRa sont constitués de nœuds LoRa (dispositifs de détection), Passerelles LoRa qui relaient les messages, et un serveur réseau LoRa centralisé. Pour utiliser un capteur LoRa, une configuration complète du réseau LoRa est essentielle. Explorons les composants clés en détail:
Nœud LoRa: Les capteurs intégrés avec connectivité sans fil et protocole LoRa. Il collecte les données des capteurs et les transmet à la passerelle LoRa..
Passerelle LoRa: Agit comme point central pour former le réseau LoRa. Il reçoit les données des nœuds LoRa via LoRa sans fil et les transmet au serveur cloud via une connectivité IP comme le Wi-Fi., Ethernet, ou Cellulaire. Les passerelles reçoivent également des commandes du cloud et les envoient aux nœuds finaux LoRa.. Généralement, plusieurs passerelles recevront la même transmission de nœud – assurer la redondance.
Serveur Cloud: Un serveur cloud qui reçoit et stocke les données des passerelles LoRa. Il permet d'accéder aux données de plusieurs plates-formes, permettant l'évolutivité et le contrôle des performances et de la gamme des capteurs LoRa.
Il donne accès aux données sur diverses plateformes, offrant la flexibilité nécessaire pour faire évoluer et gérer les performances et la gamme des capteurs LoRa.
Le serveur cloud sert également de canal pour envoyer des commandes à partir d'un panneau de contrôle (appareil intelligent) aux nœuds LoRa. Dans ce cas, vous pouvez faire des ajustements dans les performances, gamme, ou d'autres paramètres des capteurs LoRa du réseau LoRa.
Alors, voici comment nous mettons en place des capteurs LoRa au sein d'un réseau LoRa. Un réseau LoRa peut accueillir autant de capteurs LoRa que nécessaire.
Avantages de l'utilisation des capteurs LoRa
Technologie LoRa, se démarquer parmi les technologies de rupture, n'est pas une vision de l'avenir mais une réalité actuelle avec une empreinte mondiale. Des milliards de capteurs LoRa et LoRaWAN sont déjà déployés dans le monde entier dans diverses implémentations IoT, et ce nombre est en constante augmentation. Tirer parti du protocole LoRaWAN, Les capteurs LoRa contribuent de manière significative à l’évolution d’un monde plus intelligent. Voici quelques avantages clés des capteurs LoRa:
Connectivité longue portée
La technologie LoRa se distingue par sa faible consommation d'énergie et ses capacités de communication de données à longue portée. Il offre une connectivité sans fil fiable jusqu'à 10 km dans les zones rurales et 2 km en zone urbaine pour les capteurs souterrains et intérieurs. Ceci est essentiel pour les utilisations agricoles ou de comptage d’eau.
Fonctionnement à faible consommation
Les nœuds de capteurs LoRa peuvent fonctionner jusqu'à 10 années sur une seule batterie en optimisant la fréquence de mesure du capteur, cycles de sommeil, et débit de données de la liaison LoRa. Une faible consommation d’énergie est essentielle pour l’agriculture isolée, infrastructure de services publics, ou suivi des cas d'utilisation. Cela réduit également les frais de maintenance.
Résilience aux interférences
LoRa utilise une modulation à spectre étalé par chirp qui offre une résilience contre le bruit radio et les interférences. Les systèmes de correction d'erreur directe assurent la robustesse du signal.
Écosystème mondial
La spécification LoRaWAN et les alliances associées offrent un cadre interopérable utilisable par divers fournisseurs de réseaux LoRa publics et privés.. Avec plus de 500 membres, comprenant 100 opérateurs de réseaux publics dans plus de 58 des pays, l’écosystème de l’Alliance LoRa assure une accessibilité mondiale. Avec des réseaux en 100+ des pays, il permet un déploiement rapide des solutions LoRa dans le monde entier.
Applications polyvalentes
LoRa complète des technologies comme Cellular, Wifi, Sigfox pour les applications sensibles au coût et à la consommation. Cela stimule l’adoption des villes intelligentes, bâtiments, agriculture, scénarios logistiques et industriels.
Applications potentielles des capteurs LoRa
Les capteurs LoRa offrent un large éventail de possibilités que nous pouvons utiliser pour des applications dans plusieurs secteurs. Certaines des applications potentielles des capteurs LoRa sont:
Agriculture intelligente
Capteurs d'humidité du sol LoRa, capteurs de lumière, les moniteurs d'humidité aident à optimiser l'utilisation de l'eau et les conditions de croissance pour améliorer les rendements des cultures. Le suivi de localisation de la santé du bétail est activé.
Villes intelligentes
Les capteurs LoRa relaient les données sur la disponibilité des places de stationnement, paramètres de surveillance environnementale, et même l'état de la poubelle. Services de la ville autour de l'éclairage, la surveillance du trafic exploite la technologie. LoRa est également utilisé dans les applications de surveillance des fuites et de l'état des structures..
Santé intelligente
Les réseaux LoRa permettent un faible coût, connectivité fiable pour le suivi des actifs médicaux, surveillance de la température des médicaments/échantillons de sang, surveillance de la santé des patients âgés. Les solutions IoT basées sur des capteurs et des passerelles LoRa peuvent aider à surveiller les patients à haut risque 24 heures sur 24.
Surveillance industrielle intelligente
Les opérations de l'industrie peuvent bénéficier des capteurs LoRa, qui ont des fonctions de surveillance continue. Capteurs sans fil LoRa pour la température, vibration, pression, la consommation d'énergie aide à analyser l'état des équipements d'usine sans câblage coûteux. Les services de localisation sans GPS suivent les actifs et les conteneurs de grande valeur dans les parcs industriels en tirant parti de la portée étendue.
Utilitaires intelligents
Étant donné que les compteurs sont souvent situés à l'intérieur, souterrain, ou en milieu urbain dense. Cela rend difficile pour la plupart des technologies sans fil de les atteindre. Les villes déploient des compteurs intelligents pour le gaz, électricité, et un approvisionnement en eau basé sur la connectivité radio LoRa pour relayer les données de consommation à distance au lieu d'une inspection manuelle en personne.
Chaîne d'approvisionnement intelligente & Logistique
Les capteurs LoRa permettent à la logistique et aux chaînes d'approvisionnement de suivre plus facilement et à moindre coût les actifs de grande valeur en transit. La longue portée et la faible consommation électrique des capteurs LoRa facilitent la géolocalisation des véhicules et des marchandises. Les palettes équipées de capteurs de chocs ou de température aident à déterminer les erreurs de manipulation et la validité des réclamations d'assurance..
Suivi des patients atteints d'Alzheimer
Les dispositifs de suivi portables à technologie LoRa peuvent alerter les soignants lorsqu'un patient atteint d'Alzheimer quitte une zone de sécurité désignée. Cela contribuera à assurer la sécurité 24 heures sur 24 en l'absence de surveillance physique.. La durée de vie plus longue de la batterie par rapport aux balises BLE permet de réduire les efforts de maintenance.
Maisons intelligentes & Bâtiments
Les capteurs LoRa transmettent de manière transparente des informations concernant la dynamique de la maison et du bâtiment. Ils gardent un œil sur la consommation d’énergie, Fonctionnalité CVC, et des mesures de sécurité telles que des capteurs intelligents pour portes et fenêtres. Au-delà de ça, LoRa s'étend à la création d'espaces de vie et de travail intelligents et interconnectés.
Conclusion
Si vous travaillez sur une solution basée sur l'IoT et que vous souhaitez utiliser la technologie LoRa mais que vous êtes préoccupé par la complexité du processus, alors tu peux compter sur MOKOSmart. Nous proposons une variété de capteurs LoRaWAN robustes, que vous pouvez utiliser selon vos besoins. aditionellement, nous fournissons la conception de matériel, prototypage, assemblage de produits, Débogage RF, et services d'intégration LoRaWAN. Alors, vous obtiendrez des modules LoRa de qualité professionnelle pour votre solution basée sur l'IoT. N'hésitez pas à nous contacter si vous souhaitez demander un devis ou poser des questions.
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