Sagitrón presenta la nota de aplicación de Sensores y Gateway LoraWan de Laird.
Lora (Long Range) es una modulación spread spectrum propietaria de Semtech que funciona en las bandas libres SRD 868MHz y 433MHz, y en la frecuencia 915MHz.
Implementa una velocidad de datos variable, utilizando spreading factors ortogonales, lo que permite cambiar velocidad por distancia o potencia de transmisión, manteniendo y optimizando la red en un ancho de banda constante.
Algunas de las ventajas de la modulación Lora son:
- Larga distancia de transmisión (hasta 15km).
- Alta robustez e inmunidad a ruidos en el canal y en canales adjuntos.
- Frequency Hopping.
- Bajo consumo.
- Menor complejidad y menor coste de implementación de una red
Los chips de Semtech implementan solo la modulación Lora sin ninguna capa de manejo de una red compleja como puede ser una red en estrella. Para este caso es necesario una stack de manejo de la red como la LoraWan
La stack LoraWan desarrollada por la alianza Lora permite implementar una red de alto rendimiento, escalabilidad y flexibilidad con un bajo coste de instalación y mantenimiento, reduciendo costes.
Las principales ventajas de la stack LoraWan son:
- Red bidireccional.
- Optimizada para bajo consumo.
- Alta capacidad de nodos ( ̴ 100k nodos).
- Alta Seguridad.
- Encriptación AES-128 con tres niveles, equipo, aplicación y red.
- Red en estrella.
La estructura de red LoraWan es en estrella lo que significa que tiene una Gateway que es el concentrador de toda la actividad de la red y varios nodos clientes en su rango radioeléctrico. La comunicación es bidireccional, lo que permite no solo recibir la información de los nodos o sensores sino también enviar información que permite a los nodos hacer algunos cambios en su operación.
La Gateway es responsable de recolectar todos los datos de cada uno de los nodos, enviar información a un nodo determinado o a todos en modo broadcast y pasar esa información a redes por IP para que estén disponibles en la nube.
Para la Gateway Laird tiene disponible la Sentrius™ RG1xx.
Las principales características de la Gateway LoraWan Sentrius™ RG1xx son:
- Wifi 802.11 a/b/g/n
- Disponible en 868 y 915MHz
- Ethernet
- Bluetooth V4.0 dual (BLE y clásico)
- 8 canales LoraWan con hasta +27dBm de potencia de salida
- Linux kernel v4.x, Atmel A5 core @536MHz
- Temperatura industrial -30ºC a +70ºC
- Certificaciones FCC y CE
Además de la conectividad LoraWan para redes por IP, la Gateway Sentrius™ RG1xx también tiene conectividad Bluetooth para conectividad local con un Smartphone.
Para los nodos Laird tiene disponible los módulos certificados por la alianza Lora y certificados Bluetooth SIG, Sentrius™ RM1xx que implementan un LoraWan Clase A y un Bluetooth V4.0 Low Energy.
Como es un LoraWan Clase A, los Sentrius™ RM1xx están optimizados para muy bajo consumo y para aplicaciones alimentadas por baterías.
Con la posibilidad de programar dentro una aplicación en lenguaje smartbasic, los RM1xxx permiten disminuir costes y complejidad al desarrollo no necesitando de un microcontrolador externo.
El consumo es de 750nA en Deep sleep y 4.2ua en modo standby lo que permite la utilización en equipos alimentados por baterías.
Además de la conectividad Bluetooth V4.0 BLE y LoraWan, los Sentrius™ RM1xxx tienen varias conectividades que les permite añadir sensores, memorias, activar relés sin necesitar un microcontrolador externo. Permite también hacer varios perfiles distintos en Bluetooth como por ejemplo el VSP, Heart Rate Profile, proximity profile, o Beacons.
LoraWan es el protocolo ideal para varias aplicaciones:
Los módulos LoraWan Sentrius™ RM1xx son ideales para utilizarse en equipos de medición remotos de electricidad, gas, agua, etc., no solo por su muy bajo consumo sino también por su larga distancia de transmisión. Esto permite tener menos gateways para más medidores y funcionar durante más tiempo, lo que permite ahorrar costes.
Los módulos Sentrius™ RM1xx son ideales para aplicaciones de seguridad en casas o hogares como pueden ser sensores de puertas, ventanas, sensores de movimiento, etc. Además de poder enviar el status del sensor mediante la Gateway Sentrius™ RG1xx para un servidor en la nube con elevado nivel de seguridad, también permite que se conecten hasta 8 equipos bluetooth a un solo Sentrius™ RM1xx haciendo un hub de sensores inteligentes Bluetooth Low Energy.
El aumento de la eficiencia y productividad en fábricas en un tema muy importante, y los sensores conectados a los módulos Sentrius™ RM1xx pueden recoger datos de cada estación de trabajo y enviarlos a la Gateway Sentrius™
RG1xx de forma que estén disponibilidades en la nube para estudios de aumento de productividad. Al mismo tiempo, pueden indicar por bluetooth al operador de la estación si está cumpliendo con sus objetivos.
La Gateway Sentrius™ RG1xx se torna ideal para recoger datos incluso de hogares grandes con muchos sensores, por el elevado número de equipos que se pueden conectar.
La iluminación pública o de señalización en las ciudades se puede controlar por Lora y los datos se pueden pasar por LoraWan para optimizar su funcionamiento y el movimiento de coches en las ciudades. Con la utilización de los módulos Sentrius™ RM1xx se puede indicar la aproximación de ciegos a los semáforos y la comunicación a la red LoraWan de forma que se optimice el tiempo y el tráfico de coches. Además el elevado número de nodos LoraWan hace que la utilización de la Gateway Sentrius™ RG1xx sea ideal.
Para hacer una gateway propia Laird tiene disponible una tarjeta M.2 con Lorawan, para añadir a un sistema embebido con Linux.
Para ayudar a la integración están disponibles drivers y diseños de referencia.
También hay disponible un kit de desarrollo para probar las prestaciones de los módulos Sentrius™ RM1xx, códigos fuente smarbasic para aplicaciones LoraWan y Bluetooth y códigos fuente de apps para IOS y Android.
