LoRa è un sistema di comunicazione wireless a lungo raggio e a bassa potenza in grado di inviare piccole quantità di dati su grandi distanze. Queste due caratteristiche lo rendono una soluzione interessante per l’applicazione nei settori IoT e IIoT.
LoRaWAN (long range vast area network) è il protocollo costruito sulla modulazione LoRa. È un livello software che definisce come i dispositivi utilizzano l’hardware LoRa, ovvero quando trasmettono messaggi e tipo di formato.
Cos’è LoRa?
LoRa è l’estratto del lungo raggio. È uno degli efficaci sistemi di comunicazione wireless a lungo raggio ea bassa potenza sviluppati da Semtech.
“I dispositivi LoRa offrono funzionalità interessanti per le applicazioni IoT, tra cui comunicazioni a lungo raggio, basso consumo energetico e trasmissione sicura dei dati. La tecnologia può essere utilizzata da reti pubbliche, private o ibride e offre una portata maggiore rispetto alle reti cellulari”. Di Semtech
La comunicazione a lungo raggio e le caratteristiche di basso consumo di LoRa lo rendono ideale per le applicazioni IoT industriali. Inoltre, risolve molte nuove sfide nelle aree rurali e urbane di tutto il mondo, inclusi i cambiamenti climatici, l’inquinamento e le catastrofi naturali.
Grazie alla sua semplicità e agli investimenti interessanti, è ampiamente adottato nei trasporti, nella produzione, nell’agricoltura, negli elettrodomestici e persino, in alcuni casi, nei dispositivi indossabili.”
Come funziona LoRa?
LoRa è una tecnica di modulazione wireless basata sulla tecnologia Chirp Spread Spectrum (CSS). Codifica le informazioni sulle onde radio utilizzando impulsi chirp. La modulazione è, in particolare, molto robusta contro i disturbi e può essere ricevuta a grandi distanze a seconda delle capacità dell’hardware.
Guarda questo video di Richard Wenner, che spiega come funzionano i CSS:
LoRa è ideale per applicazioni che trasmettono piccole quantità di dati con bit rate bassi. I dati possono essere trasmessi su un raggio più ampio rispetto ad altre tecnologie wireless come Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee. Questo rende LoRa ideale per inviare i dati dei sensori in modalità a basso consumo.
Inoltre, LoRa può essere utilizzato sulla larghezza di banda sub-gigahertz senza licenza come 915 MHz, 868 MHz e 433 MHz. Può anche funzionare a 2,4 GHz per velocità di trasmissione dati molto più elevate a scapito della gamma. Queste frequenze rientrano nelle bande ISM riservate a livello internazionale per scopi industriali, scientifici e medici.
Cos’è LoRaWAN?
La specifica LoRaWAN è uno standard di rete WAN a bassa potenza basato su LoRa. È progettato per connettere in modalità wireless dispositivi a batteria a Internet nelle reti regionali, nazionali e globali.
LoRaWAN è il livello software che determina come i dispositivi utilizzano l’hardware LoRa, ad esempio quando trasmettono dati e quale tipo di formato. Il protocollo stesso è sviluppato e mantenuto dalla LoRa Alliance.
Ancora più importante, la specifica LoRaWAN è uno standard che consente un’integrazione perfetta tra dispositivi di altri produttori. Questo singolo fattore è uno dei motivi per cui la tecnologia LoRa ha accelerato nel settore IoT.
Come funziona LoRaWAN?
L’architettura LoRaWAN contiene quattro componenti principali:
- Nodi finali
- Gateway
- Server di rete
- Server applicazioni
In questa architettura, puoi vedere come LoRa e LoRaWAN consentono di connettere reti ampie e dense di dispositivi perimetrali. Ciò consente di acquisire e monitorare i dati da migliaia di nodi in modo gestibile.
Nodi finali: dispositivi che si trovano alla fine della rete. Di solito sono dotati di sensori per raccogliere e monitorare i dati periodicamente. Di solito si presentano sotto forma di un microcontrollore a bassa potenza che può essere utilizzato sul campo per molti anni senza alcuna manutenzione e dotato di un trasmettitore LoRa a bassa potenza per inviare i pacchetti di dati alla fuga.
Gateway – I gateway LoRaWAN sono il ponte tra i nodi e la rete. Ricevono le informazioni dai nodi finali utilizzando un concentratore LoRa e quindi inoltrano i dati al server di rete tramite Internet o un’infrastruttura di rete privata. I gateway essenziali sono considerati come inoltri di pacchetti poiché questa è la funzione primaria che svolgono.
Server di rete: il server Cloud LoRa consolida tutti i dati che riceve dai gateway e li carica sul server delle applicazioni. Un esempio di server di rete potrebbe essere The Things Network (TTN).
Server delle appnlicazioi: il server delle applicazioni consente di interpretare i dati visivamente o analiticamente. È inoltre possibile integrare i punti dati all’interno di una piattaforma per agire come conseguenza dell’attivazione delle pompe dell’acqua piovana per scenari agricoli o dell’apertura di finestre in serra per mantenere un certo livello di umidità. Puoi persino configurare i servizi di notifica per informare un tecnico quando potrebbe verificarsi un potenziale problema.
Come viene attualmente utilizzato LoRa?
La tecnologia LoRa è adatta per un’ampia gamma di applicazioni che richiedono un monitoraggio periodico utilizzando vari sensori. Le applicazioni includono, ma non sono limitate a, sanità, agricoltura, città intelligenti, misurazione, catena di approvvigionamento e logistica. Esistono applicazioni specifiche in cui la tecnologia è più adatta e tali applicazioni richiedono che i nodi dei sensori siano posizionati in luoghi remoti con poca o nessuna manutenzione.
L’agricoltura e il monitoraggio ambientale sono le principali applicazioni da utilizzare con LoRa. In genere vengono utilizzati in località rurali senza comunicazione mobile o infrastruttura per comunicazioni a corto raggio.
Come posso iniziare con la tecnologia LoRa?
Negli ultimi cinque anni, la tecnologia LoRa ha subito un’accelerazione grazie ai leader Semtech che hanno creato e migliorato i loro chip transceiver e il loro chip gateway. Molti produttori utilizzano i loro chip LoRa per creare nodi e gateway innovativi a bassa potenza, perfetti per la prototipazione. Grazie a molti dei nostri fornitori, Distrelec dispone di un’ampia gamma di schede di sviluppo, nodi di sensori e gateway.
