Protocolo de comunicação LoRaWAN
O termo
LoRaWAN advém da junção de LoRa, da expressão em inglês “Long Range” (longo alcance) com WAN (Wide Area Network – rede de longo alcânce). A utilização desta tecnologia é diversa, podendo ser aplicada em diversas aplicações, garantindo sempre um baixo custo de manutenção e elevada segurança.
Uma das principais vantagens da Lora é permitir a
comunicação a longas distâncias, com um consumo mínimo de energia. Uma simples
gateway LoRaWAN ou uma estação base pode cobrir cidades inteiras por vários quilómetros, dependendo da topografia do local onde é instalada. O seu alcance médio em zonas urbanas é de 5 km, em áreas rurais sem nenhum bloqueio, pode ultrapassar os 15km!
Arquitetura da rede LoRaWAN
A arquitetura de um sistema de comunicação LoRaWAN é simples e de fácil compreensão.
Conforme a figura apresentada, podemos ver que a transferência e trocas de informação ocorrem entre:
1| Módulos (end nodes):
- Sensores de temperatura;
- Sensores de movimento;
- Sensores de fumo;
- Leitores de consumo de energia, água e gás;
- Entre outros.
2| Gateways:
- Elementos que efetuam a conexão entre os módulos e os servidores de rede. Uma só gateway pode receber dados de milhares de equipamentos e encaminhá-los para o servidor de rede.
3| Servidores de rede:
- Os servidores da rede realizam a gestão, análise e descodificação da informação disponibilizada pelas gateways.
4| Servidor de aplicações:
- Os servidores de aplicações são programas específicos que recebem os pacotes dos servidores de rede e, de acordo com a informação, executam uma ou mais ações específicas, como por exemplo, a apresentação gráfica dos dados.
Como se divide a tecnologia LoRaWAN?
Existem 3 tipos distintos de sensores em que a tecnologia LoRaWAN se divide, entre os quais:
Classe A –
Sensores: Comunicação bidirecional onde a receção da informação enviada é realizada após a respetiva transmissão. Os módulos só podem receber dados em janelas de tempo pré determinadas e imediatamente após realizarem uma transmissão.
Classe B –
Atuadores: Comunicação bidirecional, com janelas de receção agendadas.
Classe C –
Bidirecional, receção dos dados praticamente em tempo real: Nesta classe o módulo encontra-se sempre disponível para receber dados provenientes do gateway.
Vantagens da comunicação LoRaWAN
A utilização deste protocolo de comunicação na sua atividade apresenta um vasto conjunto de benefícios que permitirá, não só utilizar uma tecnologia mais avançada e segura, mas também reduzir consumos energéticos e outras poupanças financeiras. Alguns destes benefícios passam por:
- Custos de implementação e operação muito reduzidos;
- Baixo consumo de potência;
- Comunicação de longo alcance;
- Mobilidade;
- Padronizado;
- Alto nível de segurança.
Aplicações LoRaWAN
As principais aplicações da implementação de um protocolo de comunicação LoRaWAN são maioritariamente no campo da IoT – Internet of Things - como sensores e pontos de recolha de dados remotos, como sensores de pressão e luminosidade, sensores on-off, sondas de temperatura ou equipamentos alimentados a bateria que comuniquem por meio de mensagens curtas.
O protocolo LoRaWAN procura estabelecer ligações seguras, atendendo a todos os detalhes de funcionamento e cumprindo com todas as normas de segurança, qualidade do serviço e ajustes da própria potência. A utilização desta comunicação visa não só maximizar a duração da bateria dos módulos e os tipos de aplicações tanto do lado do equipamento e servidor, como também implementar e simplificar toda a arquitetura de comunicação dos seus sistemas.
Curiosidades LoRaWAN
Sabia que o record mundial do alcance da comunicação LoRaWAN é de 832km?
Foi no dia 16 de abril de 2020 que se quebrou o recorde de uma comunicação LoRaWAN realizada, alcançando uns incríveis
832km!
Esta proeza foi realizada por Thomas Telkamp, CTO e cofundador da Lacuna Space, que instalou um sensor LoRaWAN num balão cheio de gás hélio. Após esta instalação, o balão foi lançado na Holanda e voou para leste, em direção à Alemanha, percorrendo cerca de 200 km de distância em 4 horas e 25 minutos. Momentos antes de iniciar o movimento descendente, a 38 km de altitude, um sinal emitido pelo sensor instalado no próprio balão, foi intercetado por uma gateway na República Checa. A torre que recebeu o sinal encontra-se na montanha Radhost, próxima da fronteira com a Eslováquia, a 832 km de distância de onde partiu o sinal!
A teoria que justifica esta distância enorme percorrida pelo sinal assenta na existência de dutos de evaporação atmosférica, capazes de curvar sinais de rádio
Mesmo após cerca de 5 anos do aparecimento da comunicação LoRaWAN, ainda muito temos para descobrir sobre esta tecnologia! No entanto, todos podemos confirmar e concordar que se trata de um protocolo revolucionário que que irá, certamente, impactar positivamente a forma como realizamos transferências e comunicação de dados!
Pode consultar esta experiência na integra aqui:
record LoRaWAN
LoRaWAN em Portugal
Esta tecnologia também já se encontra disponível no mercado português! Na Zeben oferecemos várias soluções de equipamentos com comunicações LoRaWan, tais como:
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