LoRaWAN la solution pour une surveillance intelligente
Avec l’essor de l’industrie 4.0, de plus en plus d’entreprises cherchent un moyen non invasif de surveiller l’état des équipements (ex. : pompe, moteur, température dans une tête de capteur) afin d’effectuer une maintenance préventive, de réduire les temps d’arrêt et d’avoir une meilleure compréhension de leur processus. En fait, si vous ne le saviez pas encore, presque tous les protocoles d’entrée/sortie ou de communication peuvent être transmis sans fil.
Advantech Co ltd, fondée en 1983, a étudié cette question au cours des dernières années et a compris que la difficulté de remplacer (et de recâbler) des capteurs obsolètes ou défectueux constitue la viabilité économique de ce type de maintenance. De plus, les capteurs doivent être conçus pour survivre dans les environnements les plus difficiles, car ils peuvent surveiller les vibrations d’un moteur de 1000 chevaux ou être exposés à des jets d’eau pendant que les employés lavent l’équipement, et ils doivent continuer à fonctionner parfaitement.
Viable économiquement
Les entreprises ont toujours été axées sur la rentabilité. Si elles font de la maintenance, elles perdent de l’argent. Si un moteur cesse de fonctionner sans que la pièce de rechange soit en stock, elles perdent encore plus d’argent ! Le remplacement de l’équipement n’est pas seulement un gaspillage d’argent parce que la production est arrêtée, mais aussi parce qu’il faut payer l’équipement de remplacement, puis payer à nouveau pour l’installer et le connecter physiquement.
Advantech utilise une technologie fiable afin de réduire les coûts d’installation des capteurs : la communication sans fil.
Ce réseau de communication est conçu pour les communications à longue portée et à faible débit binaire, ce qui garantit une faible consommation d’énergie de la part des capteurs. Les réseaux LPWAN (Low Power Wide Area Network) sont déployés aujourd’hui parce qu’il existe un solide argument commercial en faveur d’un déploiement immédiat, et que le coût de déploiement du réseau dans les bandes sans licence nécessite beaucoup moins de capitaux que même une mise à niveau logicielle 3G.
Les réseaux étendus à faible puissance (LPWA) suscitent beaucoup d’intérêt, principalement en raison de leur capacité à offrir une connectivité abordable aux dispositifs à faible puissance répartis sur de très vastes zones géographiques. Pour concrétiser la vision de l’Internet des objets (industrie 4.0), les technologies LPWA complètent et parfois remplacent les technologies cellulaires et sans fil à courte portée classiques en termes de performances pour diverses applications émergentes de villes intelligentes et de machines à machines.
LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) Les capteurs peuvent fonctionner avec une batterie ou une alimentation solaire afin de minimiser leur consommation d’énergie. La communication sans fil est simple et ne prend pas autant de temps que le câblage physique des capteurs. Le signal sans fil peut se connecter dans un rayon de 5 km dans les régions urbaines et jusqu’à 15 km dans les régions suburbaines, ce qui facilite la connectivité entre les dispositifs. En outre, les passerelles sont faciles à utiliser et à configurer et peuvent communiquer avec n’importe quel serveur de réseau. Fonctionnant dans les fréquences 902-928MHz, avec une puissance maximale de +30 dBm, mais pour la plupart des dispositifs +20 dBm est suffisant.
Qu’est-ce que LoRaWAN?
Voici une vidéo pour vous aider à comprendre les principes de base de l’action de l’UE LoRaWAN:
LoRaWAN
définit le protocole de communication et l’architecture du système pour le réseau, tandis que la couche physique LoRa permet la liaison de communication à longue portée. Le protocole et l’architecture du réseau ont la plus grande influence sur la durée de vie de la batterie d’un nœud, la capacité du réseau, la qualité du service, la sécurité et la variété des applications desservies par le réseau.
Les réseaux traditionnels utilisent une architecture de réseau maillé. Dans un réseau maillé, cela ajoute de la complexité, réduit la capacité du réseau et la durée de vie de la batterie car les nœuds reçoivent et transmettent des informations d’autres nœuds qui ne sont probablement pas pertinentes pour eux. L’architecture en étoile à longue portée est celle qui permet le mieux de préserver la durée de vie de la batterie lorsqu’une connectivité à longue portée peut être obtenue. Dans une étude et une comparaison récentes effectuées par GSMA des différentes technologies abordant l’espace LPWAN, LoRaWAN™ a montré un avantage de 3 à 5 fois par rapport à toutes les autres options technologiques.
Dans un réseau LoRaWAN, les nœuds ne sont pas associés à une passerelle spécifique. Au contraire, les données transmises par un nœud sont généralement reçues par plusieurs passerelles. Chaque passerelle transmet le paquet reçu du nœud final au serveur du réseau en nuage via une liaison de retour (cellulaire, Ethernet, satellite ou Wi-Fi). La modulation LoRa est considérée comme une technique de modulation numérique et n’a donc pas à se conformer à toutes les exigences de saut de fréquence spécifiées par la FCC.
Au service des environnements les plus difficiles
Les capteurs LoRaWAN sont conçus pour survivre dans les environnements les plus difficiles afin de minimiser le calendrier de maintenance. Ils sont conçus pour durer !
Avec les boîtiers IP66, de nombreux capteurs sont construits pour empêcher toute intrusion dans le boîtier. Le classement IP66 est comparable au classement NEMA 4 ou NEMA 4X. Certains sont conçus pour fonctionner à des températures comprises entre -40 et 75 °C, offrant ainsi une solution complète en termes d’applications. Les emplacements dangereux ne sont pas oubliés, en fait, c’est probablement là que vous trouverez le meilleur retour sur investissement.
Le LoRaWAN n’est pas seulement protégé contre les environnements difficiles, mais aussi contre les pirates informatiques ! De nos jours, il est important de protéger nos équipements non seulement des dommages physiques, mais aussi des pirates informatiques. Le signal est intégré de bout en bout avec AES128 (Advanced Encryption Standard) pour garantir la sécurité de vos données.
En bref
Les réseaux étendus à faible consommation (LPWAN) devraient prendre en charge une grande partie des milliards de dispositifs prévus pour l’industrie 4.0. LoRaWAN est conçu de bas en haut pour optimiser la durée de vie de la batterie, la capacité, la portée et le coût du LPWAN. La norme est là, il est maintenant temps d’évoluer vers des technologies modernes.
Voici une vidéo sur la façon dont LoRaWAN peut être déployé dans l’industrie :