Conosciamo il Protocollo di Comunicazione LoRaWAN

COME NASCE?

La LoRa Alliance® è un’associazione che è diventata ben presto una delle aziende più grandi e in più rapida crescita nel settore tecnologico sin dal suo inizio nel 2015. I suoi membri collaborano strettamente e condividono esperienze per promuovere e guidare il successo dello standard LoRaWAN® come lo standard globale per la connettività IoT (LPWAN) sicura. Con la flessibilità tecnica per affrontare un’ampia gamma di applicazioni IoT, sia statiche che mobili, e un programma di certificazione per garantire l’interoperabilità, LoRaWAN® è già stato implementato dai principali operatori di reti mobili a livello globale, con una continua e ampia espansione nel 2020 e oltre.

 

CHE COS’È?

LoRaWAN® è l’acronimo di Long Range Wide Area Network, ed è un protocollo di trasmissione dei dati ad ampio spettro e a lunga portata che si basa sulla tecnologia LoRa. Quest’ultima è una tecnica di modulazione che deriva dalla tecnologia Chirp Spread Spectrum, utilizzata fin dal secondo dopoguerra nel campo militare.

La tecnologia wireless LoRa è stata sviluppata per essere utilizzata su reti a lunga portata che non richiedano alte potenze. Come tecnologia, LoRa rappresenta lo strato fisico (PHY) mentre LoRaWAN gli strati superiori e definisce il protocollo di comunicazione unitamente all’architettura di rete.
È un’architettura di sistema end-to-end Low Power Wide Area (LPWA) progettata per connettere in modalità wireless “dispositivi” a batteria e connessi a Internet in reti regionali, nazionali o globali.

L’architettura include standard di protocollo e funzionalità che supportano la comunicazione bidirezionale a basso costo, mobile e sicura per Internet of Things (IoT), Machine-to-Machine (M2M), Smart City e applicazioni industriali. L’architettura LoRaWAN® è ottimizzata per un basso consumo energetico ed è progettata per scalare da un’installazione di un singolo gateway, fino a grandi reti globali con miliardi di dispositivi.

Le caratteristiche innovative degli standard del protocollo LoRaWAN® includono il supporto per operazioni ridondanti, geolocalizzazione, basso costo e basso consumo: i dispositivi possono persino funzionare con tecnologie di raccolta dell’energia che consentono la mobilità e offrono una vera facilità dell’Internet of things. È senza dubbio un protocollo adatto a moltissime applicazioni e può rappresentare un’alternativa ai più diffusi sistemi Wi-Fi, i quali però pagano la capacità di trasmissione di molti più dati con un raggio di copertura molto modesto.

 

COME FUNZIONA?

L’architettura tipica di una rete LoRaWAN è costituita da una serie di dispositivi connessi a gateway sincronizzati fra loro. A loro volta i gateway sono connessi a network server applicativi i quali fanno capo al cloud. La topologia di queste reti è generalmente a stella, dove i gateway assolvono la trasmissione dei dati tra dispositivi di acquisizione e server di rete.

In sostanza una rete LoRaWAN è costituita da nodi, gateway, network server e application server.
I maggiori vantaggi di questo sistema possono essere così riassunti:

– Basso costo di implementazione;
– Bassa potenza richiesta;
– Supporto di reti con milioni di dispositivi;
– Rete completamente configurabile,
– Comunicazione sicura e bidirezionale grazie alla crittografia AES 128 bit.

 

QUALI POSSONO ESSERE LE APPLICAZIONI?

Nell’ambito dell’IoT è sempre più importante riuscire a usufruire di sistemi semplici, affidabili ed economici per la trasmissione dei dati.

La comunicazione dei dati con questo protocollo risulta più solida e meno sensibile alle interferenze esterne. Le sue caratteristiche si prestano molto nell’implementazione di reti IoT per i più svariati impieghi:

• Controllo flotte come anche veicoli per mobilità urbana, oppure distributori automatici per le aree ristoro;
• In ambito dello Smart Building, le reti LoRaWAN si prestano per lo “smart metering energetico”, tecnologia che sta registrando una vasta proliferazione, ma anche sistemi antincendio e di sorveglianza, fino ad arrivare alle reti domotiche;
• In agricoltura questo tipo di rete viene impiegato per tenere sotto controllo tutti quei parametri funzionali alla riuscita del raccolto, come ad esempio l’umidità nel terreno, il pH, e naturalmente l’irrigazione;
• Anche la logistica usufruisce delle reti LoRa: nelle Smart factory dove esiste la logistica intelligente, il controllo e lo scambio di dati diventa essenziale per la gestione.

Noi di smartme.IO abbiamo subito compreso l’efficienza di questa tecnologia, a tal punto che abbiamo deciso di implementarla nei nostri dispositivi.
Questo ci ha permesso di creare una rete di comunicazione e monitoraggio delle nostre schede.
I nostri maggiori prodotti in cui abbiamo utilizzato la tecnologia LoRa sono:
Smart Air Lamp;
PicoGW;
Enviromental Station.