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Por qué LoRaWAN es la mejor opción para el seguimiento de IoT de largo alcance y bajo consumo

Por qué LoRaWAN es la mejor opción para el seguimiento de IoT de largo alcance y bajo consumo

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Seguimiento del campus de Lorawan
Seguimiento del campus de Lorawan

Introducción

La llegada de la Internet de las cosas (IoT) ha revolucionado el seguimiento de activos, proporcionando soluciones innovadoras Soluciones Para supervisar y gestionar eficazmente los recursos. Entre las diversas tecnologías de conectividad disponibles, LoRaWAN (Red de Área Amplia de Largo Alcance) se destaca como una opción óptima para fábricas, puertos, campus, estacionamientos, hospitales e incluso proyectos de rastreo a nivel nacional. Este artículo explora las ventajas de LoRaWAN, particularmente en el contexto de un estacionamiento, una fábrica, un almacén o el seguimiento de ganado, y demuestra por qué es la mejor tecnología de conectividad para tales esfuerzos.

Ventajas de LoRaWAN

LoRaWAN, cobertura de largo alcance

Tecnología LoRaWAN Es reconocido por su amplia cobertura, que abarca varios kilómetros. Esto es especialmente beneficioso para estacionamientos donde los vehículos pueden estar dispersos en áreas extensas, como edificios, espacios abiertos y ubicaciones remotas. La capacidad de cubrir largas distancias garantiza que los dispositivos de rastreo puedan comunicarse eficazmente con puertas de enlace, independientemente de su ubicación.

Distancia de comunicación del rastreador de insignias Lansitec:
· 5 km a SF9 con algunos edificios y bosques entre la puerta de entrada y el rastreador.
· 19 km a SF9. La puerta de enlace está en un edificio de 30 m de altura en la costa y el rastreador está en un barco.

Puerta de enlace solar Bluetooth:
· 3 km a SF9 con algunos edificios y bosques entre la puerta de entrada y el rastreador.

La distancia puede ser mayor aumentando el SF a 10, 11 o 12.
Para saber más sobre LoRaWAN cobertura, consulte “¿Cuáles son los factores que afectan el alcance de LoRaWAN en IoT??”

La función de cobertura de largo alcance hace que LoRaWAN Ideal para los siguientes proyectos de seguimiento:
· Seguimiento de vehículos y llaves en los estacionamientos de los concesionarios
· Seguimiento de pescadores y trabajadores en alta mar

LoRaWAN, bajo consumo de energía

Una de las ventajas significativas de LoRaWAN es su bajo consumo de energía. Dispositivos que utilizan LoRaWAN Puede funcionar durante largos periodos con una sola carga de batería o con una pequeña batería no recargable, lo cual es crucial para aplicaciones de seguimiento donde los reemplazos frecuentes de batería serían imprácticos. Esta característica reduce los costos de mantenimiento y garantiza la monitorización continua del personal, los vehículos y los activos sin interrupciones.

La baja corriente TX y RX en comparación con la red celular también reduce el requisito de salida de batería, por lo que tenemos más opciones de batería.

Consumo de energía confirmado del mensaje de enlace ascendente de Lorawan
Figura 1: un caso confirmado Lorawan consumo de energía del mensaje de enlace ascendente
  • Unidad de control numérico: nRF52832
  • Radiofrecuencia LoRa: SX1262
  • SF9
  • Tamaño de los datos: 9 bytes
  • Mensaje confirmado
  • Corriente TX promedio del sistema: 110,78 mA
  • Corriente RX promedio del sistema: 4,97 mA
  • Consumo total de energía: 16,01 mC, 0,00445 mAh

LoRaWAN, rentabilidad

LoRaWAN Es una solución asequible para el seguimiento de activos. Esta tecnología no requiere una infraestructura costosa, lo que la hace accesible para proyectos con presupuestos limitados. Utiliza la banda ISM, de uso gratuito en todo el mundo, para que todos puedan construir su propia LPWAN.

LoRaWAN tiene bajos costos operativos, como reemplazos mínimos de baterías, varios LoRaWAN puertas de enlace y servidores de red (NS) a diferentes costos y bajas tarifas de transmisión de datos, lo que mejora aún más su rentabilidad. Algunos LoRaWAN puertas de enlace Tiene un servidor de red incorporado, lo cual es ideal para proyectos pequeños.

Además, podemos encontrar opciones adicionales para varios proveedores, incluidos fabricantes de dispositivos, NS y proveedores de aplicaciones en LoRa Alliance, para optimizar nuestra solución.

Opciones de red LoRaWAN

Uno de los beneficios importantes de LoRaWAN es que cualquiera puede construir su propia infraestructura local o basada en la nube LoRaWAN Red para diferentes tipos de proyectos. Además de una red privada, los usuarios pueden acceder a redes nacionales existentes en países como Francia, Bélgica y Países Bajos. Estas redes consolidadas ofrecen cobertura e infraestructura integrales para dispositivos compatibles con LoRaWAN.

Para quienes buscan un enfoque más descentralizado, Helium ofrece una alternativa interesante. La red de Helium opera a escala global y se basa en una red distribuida de puntos de acceso mantenidos por usuarios individuales. Este modelo descentralizado permite una cobertura más amplia y una mayor flexibilidad, lo que lo convierte en una opción atractiva para aplicaciones de IoT (Internet de las cosas) en todo el mundo.

Mapa de puntos calientes de helio
Figura 2: Mapa de puntos calientes de helio

Basado en satélite LoRaWAN La comunicación ofrece otra forma de rastrear ganado, vehículos y contenedores. Incluye algunas características únicas:

LoRaWAN Cobertura global: La conectividad satelital garantiza que LoRaWAN Los dispositivos pueden comunicarse desde prácticamente cualquier lugar de la Tierra, incluso en áreas remotas o rurales con infraestructura de red terrestre limitada.

LoRaWAN Escalabilidad: LoRaWAN Las redes satelitales pueden albergar una gran cantidad de dispositivos, lo que las hace adecuadas para implementaciones de IoT a gran escala.

LoRaWAN Rentable: LoRaWAN satélite Soluciones A menudo ofrecen una alternativa más rentable que las tecnologías de comunicación por satélite tradicionales.

LoRaWAN Fiabilidad: La comunicación por satélite proporciona un alto nivel de confiabilidad y resiliencia, incluso en entornos difíciles.

Los usuarios pueden incluso utilizar la comunicación peer to peer (además de LoRaWAN) en casos donde sólo se necesitan unos pocos dispositivos y una red simplificada, como por ejemplo un sistema de alerta y seguimiento de pescadores.
Entonces, el LoRaWAN La red es flexible y puede ser tan pequeña como un barco para rastrear a navegantes y pescadores, o a nivel nacional para rastrear contenedores, Paletasy activos de alquiler.

Capacidad de la red LoRaWAN

El Capacidad de la red LoRaWAN No es un problema en la mayoría de los sistemas de monitoreo, ya que la frecuencia de los informes es baja, de minutos a horas, o puede ser activada por eventos. Sin embargo, en un proyecto de seguimiento, los usuarios desean rastrear activos o personal cada varios segundos o minutos.

Ejemplo 1:

  • Rastreador GNSS: 750 piezas
  • Intervalo de informe: 5 minutos
  • Tamaño de los datos: 9 bytes
  • SF7, LoRaWAN La tasa de capacidad de la puerta de enlace es 3,6%
  • SF8, LoRaWAN La tasa de capacidad de la puerta de enlace es 7%
  • SF9, LoRaWAN La tasa de capacidad de la puerta de enlace es 14%

Para maximizar la capacidad de la red y minimizar la pérdida de paquetes, es mejor mantener la tasa de capacidad por debajo de 15%.

Ejemplo 2:

  • Rastreador GNSS: 50 uds.
  • Intervalo de informe: 15 s
  • Tamaño de los datos: 9 bytes
  • SF7, LoRaWAN La tasa de capacidad de la puerta de enlace es 5%
  • SF8, LoRaWAN La tasa de capacidad de la puerta de enlace es 10%
  • SF9, LoRaWAN La tasa de capacidad de la puerta de enlace es 20%

Para una evaluación detallada de la capacidad de la red, consulte nuestro “Canal 8 Capacidad de la red LoRaWAN Evaluación”, PN: 511-00054.

Como podemos ver en los ejemplos 1 y 2, la capacidad de un LoRaWAN La red es una función de su densidad de puertas de enlace. El factor de ensanchamiento (SF), el tamaño de los datos y el ancho de banda determinan la capacidad de una red con una sola puerta de enlace. También podemos ampliar la capacidad de la red añadiendo más canales de comunicación: de 8 a 16 canales de enlace ascendente en EU868 o de 8 a 16 o más (hasta 64) en US915, AU915 y CN470. La capacidad también se puede aumentar añadiendo más canales. LoRaWAN puertas de enlace.

Para Pasarelas Bluetooth y sensores Que son estáticos, es esencial utilizar un mecanismo de velocidad de datos adaptativa (ADR). El objetivo principal de la ADR es ahorrar batería. LoRaWAN Nodos finales. Tener los nodos finales más cercanos a una puerta de enlace transmitiendo con el factor de propagación más bajo minimiza su tiempo en el aire y prolonga la duración de la batería. Más distantes sensores Transmite con un factor de expansión más alto. Se busca un equilibrio entre la energía de la batería y la distancia, ya que un factor de expansión más alto permite que una puerta de enlace se conecte a dispositivos más alejados.

Sin embargo, para un rastreador que es móvil, es mejor utilizar una tasa de datos fija para ahorrar energía mientras se desplaza a diferentes distancias del LoRaWAN puerta de enlace. La velocidad de datos fija también mantiene una comunicación estable para un dispositivo móvil, es decir, Rastreadores.

Roaming y movilidad LoRaWAN

En LoRaWAN, Los nodos finales no están conectados a una puerta de enlace específica. En cambio, los datos transmitidos por un nodo suelen ser recibidos por varios. puertas de enlace y se reenvían al servidor de red central, donde los mensajes se verifican y se reenvían de forma segura a la aplicación. La inteligencia y la complejidad se transfieren a los servidores de red que gestionan la red y que filtrarán los paquetes redundantes recibidos, realizarán comprobaciones de seguridad, programarán los acuses de recibo a través de la puerta de enlace óptima, aplicarán velocidades de datos adaptativas y más. Si el nodo es móvil o está en movimiento, no es necesario transferir el control de una puerta de enlace a otra, lo cual es una característica clave que permite la aplicación de seguimiento de activos.

LoRaWAN de alta seguridad

La seguridad es una preocupación primordial en cualquier proyecto de seguimiento, especialmente cuando se trata de datos confidenciales. LoRaWAN emplea estándares de cifrado robustos, es decir, AES-128, para garantizar que los datos transmitidos entre dispositivos y puertas de enlace Es seguro y está protegido contra accesos no autorizados. Este alto nivel de seguridad es esencial para mantener la integridad y confidencialidad de la información de seguimiento.

Tamaño de la carga útil de LoRaWAN, velocidad de datos y latencia

LoRaWAN Ofrece un perfil de transmisión de datos versátil con una carga útil máxima de aplicación de 11 a 242 bytes (según la banda de frecuencia y el factor de dispersión), velocidades de datos de entre 255 bps y 50 kbps, y una latencia que suele medirse en segundos según la configuración de RECEIVE_DELAY. Si bien estos parámetros no siempre superan a NB-IoT, CAT-M o Cat-1 en todos los aspectos, son ideales para numerosas aplicaciones de seguimiento.

Estudios de caso e implementaciones prácticas de LoRaWAN

Autos y llaves en el estacionamiento de los concesionarios

Solución Lansitec B-Mobile® combina Balizas Bluetooth, y puerta de enlace Bluetooth con LoRaWAN Para proporcionar un seguimiento continuo de vehículos y llaves. Así funciona:

Balizas Bluetooth:Estos pequeños dispositivos se pueden colocar en las llaves y colgar en los espejos retrovisores. Anuncian continuamente su presencia.

Puertas de enlace Bluetooth:Ubicado estratégicamente Pasarelas Bluetooth detectar estos balizas cuando entran en rango. Estos puertas de enlace Luego transmite los datos de la baliza (principal, secundaria, estado de la batería y RSSI) LoRaWAN redes.

LoRaWANOfrece un seguimiento de amplio alcance y bajo consumo. Con un alcance de hasta 5 km en zonas urbanas y más de 20 km en entornos rurales, LoRaWAN puertas de enlace Cubren grandes áreas. La modulación de espectro ensanchado Chirp garantiza resistencia a las interferencias.

Beneficios

Experiencia del cliente mejorada:El seguimiento en tiempo real mejora el servicio al cliente durante las auditorías y las interacciones.

Baliza Bluetooth con batería de larga duración: Balizas Bluetooth Puede durar más de 5 años, lo que garantiza un seguimiento persistente.

Puerta de enlace solar Bluetooth: El Recepción Bluetooth en la puerta de enlace Bluetooth puede recibir continuamente señales cercanas balizas y reportarlo a un LoRaWAN Inmediatamente. El bajo consumo de energía permite que la puerta de enlace Bluetooth no requiera mantenimiento.

Minirastreador inteligente Bluetooth Beacon Tag B003: revisión técnica completa
Solución Lansitec B-Mobile para el seguimiento de vehículos y llaves en concesionarios_4

Seguimiento de contenedores

Los usuarios pueden implementar LoRaWAN puertas de enlace en puertos entre islas, fábricas y almacenes para proporcionar una conectividad fluida.

Seguimiento de contenedores: El Lansitec Rastreador de contenedores LoRaWAN Proporciona visibilidad en tiempo real durante el tránsito entre islas. Siempre sabrá dónde se encuentran sus contenedores, ya sea en barcos, camiones o en patios de almacenamiento.
Adjunte estos Rastreadores A palés, maquinaria u otros activos en fábricas y almacenes. Supervise el movimiento, optimice los flujos de trabajo y evite pérdidas o robos.

Monitoreo del uso de la máquina: Realice un seguimiento de los patrones de uso de los equipos. Identifique maquinaria inactiva o detecte anomalías en su funcionamiento.

Gestión de activos: Ya sean herramientas, repuestos o inventario valioso, este rastreador agiliza la gestión de activos con Bluetooth y transmite la información LoRaWAN.

Seguimiento de trabajadores

El rastreador de insignias y el sensor de casco de Lansitec se pueden usar para rastrear a los trabajadores en un sitio de construcción, una plataforma petrolera o una planta de energía eólica en el mar.

Insignia de rastreo de contactos

Rastreador de insignias

El rastreador de insignias Lansitec está diseñado en base a GNSS, Bluetooth 5.0 y tecnología LoRa. Permite el rastreo en interiores y exteriores. La insignia se utiliza principalmente para la gestión de personal y activos.
Su acelerador de 3 ejes integrado se puede utilizar para determinar el estado de movimiento del terminal, lo que puede ayudar a ahorrar batería y mejorar la experiencia del usuario.

Sensor de casco

Sensor de casco

El sensor de casco Lansitec está diseñado en base a GNSS, Bluetooth5.0 y Tecnología LoRaWAN. Admite seguimiento en interiores y exteriores.
Admite varias funciones que contribuyen a una fácil gestión en entornos industriales. Su acelerador de 3 ejes integrado se puede utilizar para determinar el estado de movimiento del terminal. Por lo tanto, puede ayudar a ahorrar batería y mejorar la experiencia del usuario.

Seguimiento de alta precisión UWB

LoRaWAN Se puede utilizar para la sincronización y transmisión de datos en un sistema de seguimiento UWB de alta precisión. Los anclajes desplegados a una distancia de 20 a 30 m entre sí pueden funcionar con baterías durante más de 5 años gracias al bajo consumo de energía. LoRaWAN. Rastreadores con LoRaWAN y UWB envía la información de distancia a un LoRaWAN puerta de enlace para que el servidor calcule su posición.
En esta solución de seguimiento UWB basada en LoRaWAN, tanto los anclajes como Rastreadores Funcionan con baterías, lo que reduce significativamente el esfuerzo de mantenimiento de la implementación.

No dude en ponerse en contacto con nosotros para obtener más información sobre la solución de seguimiento UWB basada en LoRaWAN.

Conclusión

LoRaWAN Surge como la mejor tecnología de conectividad para un proyecto de rastreo regional debido a su cobertura de largo alcance, bajo consumo de energía, rentabilidad y alta seguridad. Al aprovechar LoRaWAN, Los estacionamientos, puertos marítimos, hospitales y sitios de construcción pueden monitorear y administrar eficazmente sus activos, garantizando una mayor seguridad y eficiencia operativa.

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