LoRaWAN reçoit beaucoup d'attention dans toutes les applications IoT LPWAN à bande étroite. LoRa est pour Long Range, tandis que WAN, bien sûr, fait référence à un réseau étendu. L'architecture du réseau LoRaWAN utilise une topologie en étoile. Les informations collectées par les capteurs alimentés par batterie (également appelés nœuds terminaux ou «objets») sont transmises aux passerelles LoRaWAN avec des adresses IP, puis transmettent les données au serveur Web, où elles peuvent être utilisées pour exécuter des décisions, des visualisations de données et des événements applicables au projet ou à l'application.
La passerelle LoRaWAN, émetteur-récepteur multicanal, est située au cœur du réseau en étoile LoRa, et joue le rôle de passerelle entre les terminaux et les serveurs. Les passerelles LoRaWAN sont parfois appelées stations de base LoRa ou concentrateurs LoRa.
Comment fonctionne une passerelle LoRaWAN
LoRaWAN spécifie et régule le comportement des appareils dans les réseaux massifs et optimise un certain nombre de paramètres sans fil pour maximiser la capacité et la fiabilité du réseau. Une large couverture (jusqu'à 50 km en régions ouvertes et 10 km en milieu urbain) et une consommation électrique incroyablement faible (autonomie de la batterie jusqu'à 10 ans) sont ses principaux avantages. Ces deux composants, ainsi que la topologie en étoile (La passerelle LoRaWAN sert de hub pour transmettre les messages entre les terminaux et les serveurs de réseau), rendent le déploiement du réseau LoRaWAN incroyablement facile, essentiellement "plug and play".
Les terminaux se connectent aux passerelles LoRaWAN via un seul saut, tandis que la passerelle et le serveur de réseau sont liés via une IP standard. Toute communication particulière dans un grand réseau LoRaWAN est souvent reçue par plusieurs récepteurs, le serveur demande alors à une passerelle LoRaWAN de répondre, tandis que les autres ignorent la transmission. Étant donné qu'une seule passerelle LoRaWAN envoie et que les passerelles qui se chevauchent peuvent simplement écouter d'autres diffusions, cette technique permet d'éviter les collisions de liaison descendante et de liaison montante.
Puces LoRa
Comme nous le savons tous, Semtech, une société de semi-conducteurs possédant une vaste expertise dans le développement de semi-conducteurs depuis plus de 60 ans, détient le brevet de la technologie LoRa. Toutes les puces LoRa actuellement sur le marché ont été produites par Semtech pour la croissance écologique de LoRa. Semtech a ensuite promu ces puces sur le marché par le biais de ventes directes ou d'une autorisation de propriété intellectuelle. Alors, combien de types différents de puces de base LoRa existent actuellement sur le marché ?
Référence : https://en.wikipedia.org/wiki/Semtech
Types de puces LoRa
Les puces LoRa se divisent en deux catégories : l'émetteur-récepteur radiofréquence (également appelé puce de nœud ou puce de terminal) et la puce de passerelle (également appelée puce de station de base).
La puce d'émetteur-récepteur de radiofréquence LoRa est une simple petite puce unique qui comprend toutes les couches physiques et les commandes de contrôle de LoRa. Cette puce est utilisée par la majorité des terminaux LoRa actuellement sur le marché. Pendant ce temps, les puces d'émetteur-récepteur RF LoRa peuvent également être utilisées pour créer des passerelles conçues pour des applications simples, telles que des passerelles à canal unique ou à double canal. Par exemple, cette puce de nœud est fréquemment utilisée pour mettre en œuvre la fonction de la passerelle de passerelle intelligente pour lire les compteurs intelligents.
La puce de passerelle LoRaWAN est une puce dédiée personnalisée pour le protocole LoRaWAN, qui a des capacités de traitement plus fortes. Bien que la puce de nœud LoRa puisse également être utilisée comme passerelle car elle inclut une fonction de communication LoRa complète, la construction d'un réseau LoRaWAN nécessite une puce de passerelle LoRaWAN dédiée pour compléter une couverture plus large, un débit plus élevé et une puissance de calcul plus rapide.
Si vous n'êtes toujours pas sûr des différences, considérez cette comparaison Wi-Fi : la puce du module Wi-Fi dans un smartphone est analogue à une puce de nœud LoRa, mais la puce du module Wi-Fi dans un point d'accès Wi-Fi de qualité industrielle. (point d'accès) est analogue à une puce de passerelle LoRa.
La plupart du temps, le Wi-Fi des téléphones portables ne peut être utilisé que comme borne Wi-Fi. Semblable à la puce de nœud LoRa, le Wi-Fi d'un téléphone mobile peut parfois être utilisé comme routeur portable ou point d'accès. Étant donné que cette puce de nœud LoRa inclut une fonction de communication LoRa complète, les nœuds LoRa sont souvent utilisés comme terminaux LoRa, mais ils peuvent également être utilisés comme passerelles, le cas échéant.
Mais les exigences pour les points d'accès Wi-Fi de qualité industrielle sont plus élevées. En plus d'exiger plus de débit, il garantit également que les communications sont stables et sur de longues distances. Des puces dédiées sont nécessaires car les puces de module Wi-Fi couramment utilisées dans les appareils mobiles ne peuvent pas répondre à ce besoin. support. Par conséquent, une puce LoRaWAN plus puissante est nécessaire.
Puce de passerelle LoRaWAN
La première génération de puces de bande de base numériques LoRaWAN sont SX1301 et SX1308, qui sont chargées de moduler et de démoduler divers signaux numériques utilisés par les passerelles LoRaWAN. SX1301 et SX1308 sont principalement utilisés dans les passerelles extérieures et intérieures, respectivement. Une puce frontale radiofréquence est également nécessaire pour qu'une passerelle LoRaWAN fonctionne en plus de la modulation et de la démodulation du signal numérique.
En 2019, Semtech a lancé la puce de passerelle LoRaWAN de deuxième génération, comprenant la puce de bande de base numérique SX1302 et la puce frontale RF SX1250. SX1302 (la puce utilisée par Dusun IoT's Passerelle LoRaWAN) est une toute nouvelle puce LoRa® en bande de base pour les passerelles. Lancé par Semtech en 2019. Il excelle dans la réduction de la consommation de courant, simplifie la conception thermique des passerelles et réduit le coût de la nomenclature tout en étant capable de gérer plus de trafic que les appareils précédents.
Constitution des passerelles LoRaWAN
Une passerelle LoRaWAN se compose principalement de deux composants : hôte et concentrateur. L'hôte est le cerveau de la passerelle LoRaWAN. Il s'agit essentiellement d'un micro-ordinateur chargé de diriger les paquets de données vers le serveur du réseau et de faire fonctionner le concentrateur pour permettre la transmission et la réception sans fil. L'expéditeur de paquets, un composant crucial du logiciel hôte, choisit le serveur réseau qui recevra les paquets de données collectés par la passerelle LoRaWAN.
Le concentrateur est le composant RF (radiofréquence) de la passerelle LoRaWAN, qui contient une puce RF dans sa partie frontale et peut recevoir simultanément des données. Le concentrateur possède une puce de bande de base numérique qui traite numériquement le signal RF afin que l'hôte puisse le comprendre. L'hôte et le concentrateur de la passerelle LoRaWAN communiquent via série au niveau de la carte.
En plus du concentrateur et de l'hôte, chaque passerelle LoRaWAN a besoin d'une chose plus importante, le boîtier. L'enceinte protège la passerelle des facteurs environnementaux externes. Selon l'environnement d'utilisation prévu, le boîtier peut changer, par exemple, la passerelle intérieure adopte un boîtier de conception compacte. D'autre part, Passerelle LoRaWAN extérieure utiliser des boîtiers plus solides, plus résistants et étanches.
Fréquence des passerelles LoRaWAN
Là où le WiFi utilise des fréquences de 2.4 et 5 GHz, LoRa utilise différentes fréquences ouvertes selon l'endroit où le réseau fonctionne. Il fonctionne dans les bandes RF industrielles, scientifiques et médicales (ISM), qui varient en fonction de l'emplacement géographique. Pour plus de détails, veuillez vous référer au paramètre régional de Paramètres de spécification de DSGW-014.
Ce qu'il faut expliquer ici, c'est que la passerelle LoRaWAN et l'appareil doivent être sur la même fréquence pour fonctionner. L'appareil LoRaWAN ne sera pas détectable par la passerelle s'il fonctionne sur une fréquence différente de celle de la passerelle LoRaWAN. La passerelle LoRaWAN n'est pas en mesure d'envoyer les données de l'appareil au serveur de réseau dans cette situation.
Déploiement en ligne ou hors ligne des passerelles LoRaWAN
Les passerelles LoRaWAN peuvent être déployées en ligne ou hors ligne selon les besoins et les limites des applications IoT. Un réseau de liaison est requis pour une passerelle en ligne afin de se connecter à Internet ; les options pour ce réseau de liaison comprennent le Wi-Fi, Ethernet, les réseaux cellulaires, etc.
La passerelle en ligne utilise principalement le serveur de réseau LoRaWAN déployé dans le cloud, ces serveurs incluent principalement The Things Stack et AWS IoT Core pour LoRaWAN, etc.
Explorer Passerelles TTN The Things Network
Explorer Passerelles AWS LoRaWAN
Le serveur Web intégré de la passerelle LoRaWAN elle-même peut être utilisé lorsque la passerelle LoRaWAN est installée hors ligne, ou elle peut se connecter à un serveur Web hébergé localement sur un PC ou un serveur. Chirpstack est l'un de ses serveurs Web populaires pour les réseaux locaux. Dans ce scénario, la passerelle doit s'enregistrer auprès du serveur de réseau LoRaWAN, qu'elle soit en ligne ou hors ligne, puis ajuster correctement le transmetteur de paquets.
LoRa contre LoRaWAN
LoRa est une technologie de réseau étendu sans fil à faible consommation d'énergie. Il s'agit d'une technique de transmission sans fil ultra longue distance exclusive à Semtech, basée sur la technologie à spectre étalé. LoRa fonctionne dans la transmission de la couche physique pour permettre l'envoi de données entre appareils. Il étend la gamme de collecte de données et de connectivité réseau des appareils, évitant les dépenses supplémentaires entraînées par le déploiement du câblage.
LoRaWAN est un ensemble de protocoles de communication et d'architecture système développés pour le réseau de communication longue distance LoRa. Il s'agit d'un protocole de couche de contrôle d'accès moyen (MAC) construit sur la modulation LoRa qui ajoute une planification sur la mise en réseau, le routage, les liaisons montantes et descendantes pour optimiser l'utilisation de la batterie et, surtout, améliorer la sécurité. En résumé, LoRaWAN est un système qui utilise des modules LoRa pour transmettre et recevoir des signaux conformément à des règles prédéterminées ou pour définir des paramètres.
Avantages de l'utilisation des passerelles LoRaWAN
LoRaWAN est ouvert, gratuit pour tous et libre de tout frais d'utilisation ou de droits d'auteur. De plus, étant donné que LoRa fonctionne généralement dans la bande sans fil gigahertz sous licence, n'importe qui est libre de créer un réseau LoRaWAN de base. De plus, le réseau LoRaWAN bénéficie des avantages d'une connectivité étendue à faible coût et d'une faible consommation d'énergie, et de nombreuses plates-formes open source sont disponibles. Il n'est pas étonnant que tant de personnes utilisent les passerelles LoRaWAN pour créer des solutions IoT personnalisées.
La passerelle LoRaWAN est «l'intermédiaire» entre l'appareil et le serveur de réseau. Son premier devoir est de choisir la bonne fréquence pour la réception des paquets, au cours de laquelle la passerelle LoRaWAN est enregistrée auprès du transitaire de paquets. Son deuxième devoir est d'envoyer correctement les données au serveur du réseau. Avec ceux-ci entièrement configurés, il est possible d'avoir rapidement une passerelle LoRaWAN fonctionnelle. Quels sont alors les avantages spécifiques de l'utilisation d'une passerelle LoRaWAN ?
Communication longue portée
Les passerelles LoRaWAN permettent aux appareils de communiquer sur des distances allant jusqu'à plusieurs kilomètres dans des espaces ouverts. Les applications qui nécessitent une couverture sur de vastes zones, telles que les installations de villes intelligentes, la surveillance des exploitations agricoles, le suivi des actifs et l'IoT industriel, bénéficient de cette gamme étendue.
Faible consommation d'énergie et durée de vie plus longue
Étant donné que la technologie LoRaWAN utilise si peu d'énergie, les appareils peuvent fonctionner longtemps sur batterie. Une passerelle LoRaWAN est le meilleur choix pour les applications qui nécessitent des batteries durables et une maintenance minimale, car elle permet aux appareils de diffuser des données sur de grandes distances tout en utilisant très peu d'énergie.
Évolutivité
L'ajout de passerelles supplémentaires facilite l'expansion Réseaux LoRaWAN. Chaque passerelle augmente la capacité et la zone de couverture du réseau, permettant la connexion de plusieurs appareils. LoRaWAN convient aux déploiements IoT à petite et grande échelle en raison de son évolutivité.
Maîtrise des coûts
Pour la connectivité IoT, les passerelles LoRaWAN offrent une alternative bon marché. Par rapport aux réseaux cellulaires conventionnels, ils offrent une couverture longue portée avec moins d'infrastructures nécessaires. Parce que Appareils LoRaWAN nécessitent moins d'énergie, ils nécessitent moins de changements de batterie et de recharges globales, ce qui se traduit par des économies de coûts.
Flexibilité et polyvalence
Une variété d'applications et de cas d'utilisation sont pris en charge par les passerelles LoRaWAN. Ils peuvent être combinés avec différents types de capteurs et d'appareils pour permettre une gamme d'applications IoT, y compris l'agriculture intelligente, les compteurs intelligents, le suivi des actifs et la surveillance environnementale. L'adaptabilité de la technologie LoRaWAN permet la personnalisation et l'ajustement aux exigences spécifiques de l'industrie.
Sûreté
Pour protéger le transfert de données et garantir la confidentialité des appareils IoT, LoRaWAN contient de solides fonctionnalités de sécurité. Le chiffrement protège les communications entre les terminaux, les passerelles et le serveur réseau contre les accès non autorisés et la manipulation des données. Dans les déploiements IoT impliquant des informations sensibles ou des infrastructures vitales, ce niveau de protection est essentiel.
Recommandation de passerelle LoRaWAN
Passerelles LoRaWAN n'utilisent pas beaucoup d'énergie, nécessitent peu de bande passante et disposent de vastes zones de couverture avec de grandes capacités de réseau, le tout à un coût relativement faible. Bien entendu, votre kilométrage peut varier en fonction de la passerelle LoRaWAN que vous choisissez pour votre projet.
Lorsque vous évaluez des passerelles, vous souhaiterez une plus grande capacité de données et une topologie de réseau stable, grâce à la qualité de son traitement RF. Les passerelles pour les projets intérieurs et extérieurs, ainsi que les grandes entreprises comme les villes intelligentes, comprennent :
La passerelle extérieure DSGW-014 LoRaWAN utilise un processeur quadricœur PX30 hautes performances avec une grande mémoire (RAM2G et eMMC jusqu'à 128 Go), une puce LoRa SX1302, un boîtier étanche IP66 et une conception industrielle pour bien fonctionner par temps difficile, températures prolongées et hautes humidité au fil des saisons.
La passerelle DSGW-014 LoRaWAN LTE 4G prend en charge plusieurs protocoles tels que Wi-Fi 2.4G/5G, Bluetooth 5.2, GPS, Wi-Fi et Ethernet (PoE) pour un déploiement flexible et une couverture sans fil extérieure hautement disponible dans les villes densément bâties, grandes sites industriels, grandes exploitations ou zones d'extraction ou de production d'énergie éloignées.
La passerelle extérieure DSGW-014 LoRa peut être montée sur une tour de télécommunication, un support ou un mur. Il s'intègre avec LNS (serveur réseau LoRaWAN) pour une intégration sans code avec des réseau LoRaWAN privé des serveurs comme Chirpstack, AWS IoT Core, LORIOT et Things Stack, ce qui permet de gagner du temps Développement de matériel IdO.
Basé sur le protocole LoRaWAN, le DSGW-210B est une passerelle intérieure complète à 8 canaux avec connectivité Ethernet intégrée pour une configuration simple. De plus, il peut être rapidement configuré en utilisant le mode Wi-Fi AP par défaut grâce à une configuration Wi-Fi intégrée (prenant en charge le Wi-Fi 2.4 GHz/5 GHz). Cette passerelle LoRaWAN atteint un haut niveau de fiabilité grâce à ses composants de qualité industrielle.
Zigbee 3.0/Z-Wave Plus/BLE 5 vers Wi-Fi/LTE/Ethernet sont pris en charge par le 9.59.52.6 conception de boîtier minuscule hautement intégrée de la passerelle DSGW-090 Zigbee/Z-Wave PoE. Il sert de substitut de passerelle PoE (Power over Ethernet) à la passerelle USB Zigbee DSGW-030. DSGW-090 est en outre placé dans le plafond.
Le DSGW-090 est un concentrateur de pont de passerelle sans fil résidentiel qui est particulièrement bien adapté aux projets IoT à grande échelle d'appartements et de maisons. Il est destiné à collecter des données à partir de serrures intelligentes, de compteurs de température, d'humidité, de mouvement et de puissance, ainsi qu'à communiquer avec des plates-formes cloud publiques et privées.
Cas d'utilisation des passerelles LoRaWAN
Passerelles LoRaWAN ont de multiples applications dans les villes et les grands bâtiments. En installant divers modules, vous pouvez étendre l'utilisation de votre passerelle LoRaWAN pour des projets de ville intelligente ; suivi de véhicules, d'objets ou d'animaux domestiques ; ou la gestion de vos appareils domestiques intelligents. Le grand nombre de connexions disponibles via la passerelle, en plus de sa faible consommation d'énergie et de ses besoins en bande passante, rend le protocole entièrement évolutif et toujours abordable à utiliser.
Passerelles LoRaWAN pour le suivi des actifs
Que vous utilisiez LoRaWAN pour suivre les animaux de compagnie bien-aimés des clients ou leurs colis lorsqu'ils quittent un entrepôt pour la livraison, Dusun La large gamme de passerelles LoRaWAN offre un moyen efficace de le faire. Vous pouvez utiliser votre cœur AWS IoT ou un autre serveur pour le suivi sur une longue distance. Ajoutez autant de passerelles que nécessaire en fonction de vos emplacements logistiques et du parcours de vos colis.
Les passerelles LoRaWAN et les LPWAN aident les entreprises de logistique en suivant non seulement les positions des actifs, mais aussi des caractéristiques telles que la vitesse de déplacement, la température du colis et d'autres détails spécifiques à l'industrie ou aux actifs qui peuvent affecter la livraison.
LoRaWAN pour la gestion des services publics
Alors que les compteurs électriques et d'eau intelligents gagnent en popularité, les fournisseurs de services publics peuvent bénéficier des capacités des passerelles LoRaWAN et LPWANS pour suivre l'utilisation de l'eau et de l'électricité au sein des entreprises, appartements et d'autres ménages. Les entreprises peuvent alors facturer en fonction de la quantité d'eau et d'électricité utilisée ou de l'heure de la journée, ou récompenser les ménages et les entreprises pour la conservation des ressources. Les données envoyées par le LPWAN peuvent également être utilisées pour accélérer le service et la maintenance de ces systèmes selon les besoins.
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LoRaWAN pour les projets de l'industrie agricole
L'utilisation de LoRaWAN se développe également dans les projets agricoles. Les agriculteurs utilisent LoRaWAN, grâce à sa faible consommation d'énergie et sa large gamme, pour surveiller la santé des sols et adapter les engrais. Les données collectées par les capteurs permettent également un suivi historique pour une meilleure gestion des cultures à long terme.
LoRaWAN est également utilisé pour le contrôle de l'irrigation, afin de minimiser le gaspillage d'eau et de réduire les coûts. Les autres capacités incluent la surveillance du bétail, la surveillance de l'environnement et la gestion des actifs agricoles pour mieux suivre et contrôler l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement. Les implications pour la production et la distribution alimentaires sont énormes, surtout aujourd'hui, alors que les prix des denrées alimentaires augmentent aux États-Unis.
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Devriez-vous utiliser une passerelle LoRaWAN dans votre prochain projet ?
La décision d'utiliser ou non une passerelle LoRaWAN dans votre prochain projet dépend de plusieurs facteurs et considérations. Voici quelques points pour vous aider à prendre une décision éclairée :
Portée et couverture
Si votre projet nécessite une communication longue portée et une couverture sur une vaste zone, une passerelle LoRaWAN peut être bénéfique. La technologie LoRaWAN peut transmettre des données sur plusieurs kilomètres, ce qui la rend adaptée à des applications telles que les villes intelligentes, la surveillance de l'agriculture et l'IoT industriel où les appareils sont répartis sur de vastes zones.
Efficacité de l'alimentation
Si vos appareils doivent fonctionner sur batterie pendant de longues périodes sans remplacements ou recharges fréquents, les caractéristiques de faible consommation de LoRaWAN en font un bon choix. L'utilisation d'une passerelle LoRaWAN permet aux appareils de transmettre des données sur de longues distances tout en économisant de l'énergie, ce qui est crucial pour les applications où l'accessibilité ou l'infrastructure d'alimentation est limitée.
Évolutivité et nombre d'appareils
Si votre projet implique un nombre important d'appareils ou nécessite la capacité de faire évoluer le réseau à mesure qu'il se développe, Passerelles LoRaWAN offrent l'avantage d'une évolutivité facile. Vous pouvez ajouter plus de passerelles pour étendre la couverture et prendre en charge un plus grand nombre d'appareils sans modifications importantes de l'infrastructure.
Considérations de coûts
Les passerelles LoRaWAN peuvent être rentables par rapport aux solutions de connectivité alternatives, en particulier dans les scénarios où de grandes zones de couverture sont nécessaires. Cependant, il est essentiel d'évaluer le coût global de la passerelle, des appareils et de l'infrastructure par rapport au budget et aux exigences de votre projet.
Exigences de la demande
Tenez compte des besoins spécifiques de votre projet et déterminez si la technologie LoRaWAN est conforme à ces exigences. Évaluez des facteurs tels que le débit de données, la latence, la taille de la charge utile et la capacité à gérer différents types de données. De plus, évaluez la compatibilité et la disponibilité des appareils et capteurs LoRaWAN pour votre application.
Si vous recherchez une solution évolutive et abordable pour la technologie de la maison intelligente, le suivi logistique ou la gestion de la ville intelligente, une passerelle LoRaWAN devient rapidement la norme de l'industrie pour se connecter à de nombreux systèmes. Les modules ajoutent de la flexibilité aux systèmes, permettant à la passerelle LoRaWAN de suivre différents types de données.
Le fait que les protocoles LoRaWAN soient cryptés, adaptatifs au débit et aient une réception simultanée multivoie les rend adaptés à pratiquement tous les projets IoT actuels et futurs. contactez-nous via le chat ou le formulaire latéral et Dusun IoT l'équipe vous aidera à choisir meilleure passerelle LoRaWAN pour votre application IdO.
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FAQ sur la passerelle LoRaWAN
Un protocole sans fil appelé LoRaWAN utilise une faible puissance, une grande portée et des débits de données lents. Dans les Amériques/ANZ, il fonctionne à 900 MHz, tandis qu'en Europe/Asie, il fonctionne à 868 MHz. Aucune carte SIM n'est nécessaire pour accéder à ces réseaux ; seule une radio LoRaWAN et une identification individuelle sont nécessaires.
