Pourquoi LoRaWAN est le meilleur choix pour le suivi IoT longue portée et basse consommation

12 octobre 2024
Études de cas IoT

12 octobre 2024
Études de cas IoT

Introduction

L'avènement de l'Internet des objets (IoT) a révolutionné le suivi des actifs, offrant des solutions innovantes solutions pour surveiller et gérer efficacement les ressources. Parmi les différentes technologies de connectivité disponibles, LoRaWAN Le réseau étendu longue portée (Long Range Wide Area Network) se distingue comme un choix optimal pour les usines, les ports, les campus, les parkings, les hôpitaux et même les projets de suivi à l'échelle nationale. Cet article explore les avantages de ce réseau. LoRaWAN, notamment dans le contexte d'un parking, d'une usine, d'un entrepôt ou du suivi du bétail, et démontre pourquoi il s'agit de la meilleure technologie de connectivité pour de telles applications.

Avantages de LoRaWAN

LoRaWAN, couverture longue portée

Technologie LoRaWAN est réputée pour sa large couverture, s'étendant sur plusieurs kilomètres. Ceci est particulièrement avantageux pour un parking où les voitures peuvent être réparties sur de vastes zones, incluant des bâtiments, des espaces ouverts et des emplacements isolés. La capacité à couvrir de longues distances garantit une communication efficace entre les dispositifs de suivi et les autres utilisateurs. passerelles, quel que soit leur emplacement.

Distance de communication du tracker de badge Lansitec :
· 5 km à SF9 avec quelques bâtiments et bois entre la passerelle et le tracker.
· 19 km à SF9. La passerelle se trouve sur un bâtiment de 30 m de haut sur la côte et le tracker se trouve sur un navire

Passerelle Bluetooth solaire :
· 3 km @SF9 avec quelques bâtiments et bois entre la passerelle et le tracker.

La distance peut être plus longue en augmentant le SF à 10, 11 ou 12.
Pour en savoir plus sur LoRaWAN couverture, veuillez vous référer à “Quels sont les facteurs affectant la portée LoRaWAN dans l'IoT?”

La fonction de couverture longue portée rend LoRaWAN idéal pour les projets de suivi suivants :
· Suivi des véhicules et des clés dans les parkings des concessionnaires
· Suivi des pêcheurs et des travailleurs en haute mer

LoRaWAN, faible consommation d'énergie

L'un des avantages significatifs de LoRaWAN sa faible consommation d'énergie. Les appareils utilisant LoRaWAN Il peut fonctionner pendant de longues périodes avec une seule charge de batterie ou une petite pile non rechargeable, un atout essentiel pour les applications de suivi où des remplacements fréquents de batterie seraient impossibles. Cette caractéristique réduit les coûts de maintenance et garantit une surveillance continue du personnel, des véhicules et des équipements, sans interruption.

Le faible courant TX et RX par rapport au réseau cellulaire réduit également le besoin de puissance de la batterie, ce qui nous permet d'avoir plus d'options de batterie.

Microcontrôleur : nRF52832
LoRa RF : SX1262
SF9
Taille des données : 9 octets
Message confirmé
Courant TX moyen du système : 110,78 mA
Courant RX moyen du système : 4,97 mA
Consommation totale d'énergie : 16,01 mC, 0,00445 mAh

LoRaWAN, rentabilité

LoRaWAN Il s'agit d'une solution abordable pour le suivi des actifs. Cette technologie ne nécessite pas d'infrastructure coûteuse, la rendant accessible à tous les projets, même avec des budgets limités. Elle utilise la bande ISM, libre d'utilisation dans le monde entier, permettant ainsi à chacun de construire son propre réseau LPWAN.

LoRaWAN présente de faibles coûts d'exploitation, tels que des remplacements de batterie minimaux, divers LoRaWAN passerelles et des serveurs de réseau (NS) à différents coûts, ainsi que des frais de transmission de données réduits, ce qui renforce encore sa rentabilité. LoRaWAN passerelles Il dispose d'un serveur réseau intégré, ce qui est idéal pour les petits projets.

Nous pouvons également trouver des options supplémentaires auprès de divers fournisseurs, notamment les fabricants d'appareils, les NS et les fournisseurs d'APP dans LoRa Alliance, pour optimiser notre solution.

Options du réseau LoRaWAN

L'un des avantages significatifs de LoRaWAN L'idée est que n'importe qui peut créer son propre système sur site ou dans le cloud. LoRaWAN Le réseau LoRaWAN convient à différents types de projets. Outre un réseau privé, les utilisateurs peuvent s'appuyer sur les réseaux nationaux existants dans des pays comme la France, la Belgique et les Pays-Bas. Ces réseaux établis offrent une couverture et une infrastructure complètes pour les appareils compatibles LoRaWAN.

Pour ceux qui recherchent une approche plus décentralisée, Helium offre une alternative intéressante. Le réseau d'Helium fonctionne à l'échelle mondiale et s'appuie sur un réseau distribué de points d'accès gérés par des utilisateurs individuels. Ce modèle décentralisé permet une couverture plus large et une plus grande flexibilité, ce qui en fait un choix attrayant pour les applications IoT (Internet des objets) dans le monde entier.

par satellite LoRaWAN La communication offre une autre façon de suivre le bétail, les véhicules et les conteneurs. Elle comprend des fonctionnalités uniques :

LoRaWAN Couverture mondiale : La connectivité par satellite garantit que LoRaWAN Ces appareils peuvent communiquer depuis pratiquement n'importe où sur Terre, même dans des zones reculées ou rurales disposant d'une infrastructure de réseau terrestre limitée.

LoRaWAN Évolutivité : LoRaWAN Les réseaux satellitaires peuvent accueillir un grand nombre d'appareils, ce qui les rend adaptés aux déploiements IoT à grande échelle.

LoRaWAN Rentable : LoRaWAN satellite solutions Elles offrent souvent une alternative plus économique aux technologies de communication par satellite traditionnelles.

LoRaWAN Fiabilité: La communication par satellite offre un niveau élevé de fiabilité et de résilience, même dans des environnements difficiles.

Les utilisateurs peuvent même utiliser la communication pair à pair (en plus de LoRaWAN) dans les cas où seuls quelques appareils et un réseau simplifié sont nécessaires, comme un système d'alerte et de suivi des pêcheurs.
Donc, le LoRaWAN Le réseau est flexible et peut être aussi petit qu'un navire pour suivre les marins et les pêcheurs, ou à l'échelle nationale pour suivre conteneurs, palettes, et des actifs locatifs.

Capacité du réseau LoRaWAN

Le capacité du réseau LoRaWAN Ce n'est généralement pas un problème dans les systèmes de surveillance, car la fréquence des rapports est faible (de quelques minutes à quelques heures) ou déclenchée par un événement. Cependant, dans un projet de suivi, les utilisateurs souhaitent suivre les actifs ou le personnel à une fréquence de quelques secondes à quelques minutes.

Exemple 1 :

Tracker GNSS : 750 pièces
Intervalle de rapport : 5 minutes
Taille des données : 9 octets
SF7, LoRaWAN Le débit de capacité de la passerelle est de 3,61 TP3T
SF8, LoRaWAN Le débit de capacité de la passerelle est de 7%
SF9, LoRaWAN Le débit de capacité de la passerelle est de 14%

Pour maximiser la capacité du réseau et minimiser la perte de paquets, il est préférable de maintenir le taux de capacité inférieur à 15%.

Exemple 2 :

Tracker GNSS : 50 pièces
Intervalle de rapport : 15 s
Taille des données : 9 octets
SF7, LoRaWAN Le débit de capacité de la passerelle est de 5%
SF8, LoRaWAN Le débit de capacité de la passerelle est de 10%
SF9, LoRaWAN Le débit de capacité de la passerelle est de 20%

Pour une évaluation détaillée de la capacité du réseau, veuillez consulter notre document “ 8 canaux ». Capacité du réseau LoRaWAN Évaluation”, PN : 511-00054.

Comme on peut le constater d'après les exemples 1 et 2, la capacité d'un LoRaWAN La capacité d'un réseau dépend de la densité de ses passerelles. Le facteur d'étalement (SF), la taille des données et la bande passante déterminent la capacité d'un réseau à une seule passerelle. On peut également augmenter la capacité du réseau en ajoutant des canaux de communication : de 8 à 16 canaux de liaison montante pour l'EU868, ou de 8 à 16, voire plus (jusqu'à 64), pour les protocoles US915, AU915 et CN470. La capacité peut également être augmentée en ajoutant davantage de passerelles. LoRaWAN passerelles.

Pour Passerelles Bluetooth et capteurs Pour les appareils statiques, l'utilisation d'un mécanisme de débit de données adaptatif (ADR) est essentielle. L'objectif principal de l'ADR est d'économiser la batterie. LoRaWAN Nœuds terminaux. Le fait que les nœuds terminaux les plus proches d'une passerelle transmettent avec le facteur d'étalement le plus faible minimise leur temps d'émission et prolonge l'autonomie de leur batterie. Plus éloignés, ils transmettent avec le facteur d'étalement le plus faible. capteurs La transmission s'effectue avec un facteur d'étalement plus élevé. Un compromis est trouvé entre l'autonomie de la batterie et la portée, car un facteur d'étalement plus élevé permet à une passerelle de se connecter à des appareils plus éloignés.

Cependant, pour un traceur mobile, il est préférable d'utiliser un débit de données fixe afin d'économiser la batterie lorsqu'il se déplace à différentes distances de la zone cible. LoRaWAN passerelle. Le débit de données fixe assure également une communication stable pour un appareil mobile, c'est-à-dire, traqueurs.

Itinérance et mobilité LoRaWAN

Dans LoRaWAN, Les nœuds finaux ne sont pas connectés à une passerelle spécifique. Au contraire, les données transmises par un nœud sont généralement reçues par plusieurs passerelles. passerelles Les messages sont ensuite transmis au serveur réseau central, où ils sont vérifiés puis acheminés de manière sécurisée vers l'application. La gestion du réseau est confiée aux serveurs qui filtrent les paquets redondants, effectuent des contrôles de sécurité, planifient les accusés de réception via la passerelle optimale, adaptent le débit de données, etc. Si le nœud est mobile, le contrôle n'est pas transféré d'une passerelle à l'autre, une caractéristique essentielle pour l'application de suivi des actifs.

LoRaWAN haute sécurité

La sécurité est une préoccupation primordiale dans tout projet de suivi, surtout lorsqu'il s'agit de données sensibles. LoRaWAN utilise des normes de chiffrement robustes, à savoir AES-128, pour garantir que les données transmises entre les appareils et passerelles est sécurisée et protégée contre tout accès non autorisé. Ce haut niveau de sécurité est essentiel pour préserver l'intégrité et la confidentialité des informations de suivi.

Taille de la charge utile, débit de données et latence LoRaWAN

LoRaWAN Ce système offre un profil de transmission de données polyvalent avec une charge utile maximale de 11 à 242 octets (selon la bande de fréquence et le facteur d'étalement), des débits de données allant de 255 bits/s à 50 kbits/s et une latence généralement mesurée en secondes (selon le paramètre RECEIVE_DELAY). Bien que ces paramètres ne surpassent pas toujours ceux des technologies NB-IoT, CAT-M ou Cat-1 dans tous les domaines, ils conviennent parfaitement à de nombreuses applications de suivi.

Études de cas et mises en œuvre pratiques LoRaWAN

Voitures et clés sur le parking des concessionnaires

Solution B-Mobile® de Lansitec moissonneuses-batteuses Balises Bluetooth, et passerelle Bluetooth avec LoRaWAN pour assurer un suivi fluide des véhicules et des clés. Voici comment cela fonctionne :

Balises Bluetooth:Ces petits dispositifs peuvent être attachés aux clés et accrochés aux rétroviseurs. Ils signalent en permanence leur présence.

Passerelles Bluetooth:Stratégiquement placé Passerelles Bluetooth détecter ces balises lorsqu'ils entrent à portée. Ces passerelles puis transmettre les données de la balise (majeure, mineure, état de la batterie et RSSI) via LoRaWAN réseaux.

LoRaWANOffre un suivi à grande portée et à faible consommation. Avec une portée allant jusqu'à 5 km en zone urbaine et de plus de 20 km en zone rurale, LoRaWAN passerelles Couvre de vastes zones. La modulation à spectre étalé par chirp assure une résistance aux interférences.

Avantages

Expérience client améliorée:Le suivi en temps réel améliore le service client lors des audits et des interactions.

Balise Bluetooth à longue durée de vie de la batterie: Balises Bluetooth peut durer plus de 5 ans, assurant un suivi continu.

Passerelle Bluetooth solaire: Le Réception Bluetooth La passerelle Bluetooth peut recevoir en continu les signaux provenant des environs. balises et faire rapport à un LoRaWAN Immédiatement. Sa faible consommation d'énergie permet de s'affranchir de toute maintenance pour la passerelle Bluetooth.

Suivi des conteneurs

Les utilisateurs peuvent déployer LoRaWAN passerelles sur les ports reliant les îles, les usines et les entrepôts afin d'assurer une connectivité sans faille.

Suivi des conteneurs : Le Lansitec Suivi de conteneurs LoRaWAN offre une visibilité en temps réel pendant le transit entre les îles. Vous saurez toujours où se trouvent vos conteneurs, qu'ils soient sur des navires, des camions ou dans des parcs de stockage.
Joignez ces traqueurs Surveillez les mouvements de palettes, de machines ou d'autres actifs dans les usines et les entrepôts, optimisez les flux de travail et prévenez les pertes et les vols.

Surveillance de l'utilisation des machines : Suivez les habitudes d'utilisation des équipements. Identifiez les machines inutilisées ou détectez les anomalies de fonctionnement.

Gestion d'actifs : Qu'il s'agisse d'outils, de pièces détachées ou de stocks précieux, ce traceur simplifie la gestion des actifs grâce au Bluetooth et transmet les informations via Internet. LoRaWAN.

Suivi des travailleurs

Le badge de suivi et le capteur de casque Lansitec peuvent être utilisés pour suivre les travailleurs sur un chantier de construction, une plate-forme pétrolière ou une éolienne en mer.

Suivi des badges

Le traceur de badges Lansitec est conçu sur la base du GNSS., Bluetooth 5.0 et la technologie LoRa. Il prend en charge le suivi en intérieur et en extérieur. Le badge est principalement utilisé pour la gestion du personnel et des biens.
Son accélérateur à 3 axes intégré peut être utilisé pour déterminer l'état de mouvement du terminal. Par conséquent, il peut aider à économiser la batterie et à améliorer l'expérience utilisateur.

Voir le produit

Capteur de casque

Le capteur de casque Lansitec est conçu sur la base des technologies GNSS, Bluetooth 5.0 et Technologie LoRaWAN. Il prend en charge le suivi en intérieur et en extérieur.
Il prend en charge diverses fonctionnalités qui contribuent à une gestion facile dans les environnements industriels. Son accélérateur 3 axes intégré peut être utilisé pour déterminer l'état de mouvement du terminal. Par conséquent, il peut aider à économiser la batterie et à améliorer l'expérience utilisateur.

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Suivi UWB de haute précision

LoRaWAN peut être utilisé pour la synchronisation et la transmission de données dans un système de suivi UWB de haute précision. Les ancres déployées à une distance de 20 à 30 m les unes des autres peuvent être alimentées par batterie pendant plus de 5 ans grâce à la faible consommation d'énergie de LoRaWAN. Traqueurs avec LoRaWAN et UWB transmet les informations de distance à un LoRaWAN passerelle permettant au serveur de calculer sa position.
Dans cette solution de suivi UWB basée sur LoRaWAN, les ancres et traqueurs sont alimentées par batterie, ce qui réduit considérablement les efforts de maintenance liés au déploiement.

N'hésitez pas à nous contacter pour obtenir plus d'informations sur la solution de tracking UWB basée sur LoRaWAN.

Conclusion

LoRaWAN se révèle être la meilleure technologie de connectivité pour un projet de suivi régional grâce à sa longue portée, sa faible consommation d'énergie, son rapport coût-efficacité et sa haute sécurité. En tirant parti de LoRaWAN, Les parkings, les ports maritimes, les hôpitaux et les chantiers de construction peuvent ainsi surveiller et gérer efficacement leurs actifs, garantissant une sécurité et une efficacité opérationnelle accrues.