LoRaWAN: Monitoramento Remoto em Tempo Real para Empresas

Existem muitos cenários de uso nos quais empresas precisam de monitoramento em tempo real e rastreamento de ativos implantados em uma grande área, confinados em espaços com concreto e aço, como estacionamentos de vários níveis, ou áreas muito remotas para que nós de sensores com fio sejam economicamente viáveis. Essas aplicações podem se beneficiar significativamente das capacidades das redes LoRa e LoRaWAN®.

LoRa, que significa Long Range (Longo Alcance), é um tipo de tecnologia de comunicação sem fio projetada para transmitir dados a longas distâncias, consumindo quantidades muito baixas de energia. Ela opera nas faixas não licenciadas de Industrial, Científica e Médica (ISM) e utiliza técnicas de modulação de espectro expandido para alcançar alta sensibilidade do receptor e imunidade a interferências. A especificação LoRa é controlada pela LoRa Alliance®, uma organização sem fins lucrativos fundada em 2015 por um grupo de empresas especializadas em soluções IoT. A LoRa Alliance é responsável pelo desenvolvimento e promoção do protocolo LoRaWAN®, bem como pela certificação de dispositivos que estão em conformidade com a especificação.

Redes IoT com LoRaWAN®

A LoRaWAN®, abreviação de Long Range Wide Area Network (Rede de Área Ampla de Longo Alcance), é um protocolo de rede construído com base na tecnologia LoRa. Ele possibilita a implantação de redes de Internet das Coisas (IoT) em larga escala e com baixo consumo de energia, fornecendo um protocolo de comunicação padronizado que permite que dispositivos baseados em LoRa, como nós de sensores alimentados por bateria, se conectem à internet e se comuniquem com outros dispositivos na rede. As redes LoRaWAN geralmente são organizadas em uma topologia de estrela, na qual nós de sensores individuais se comunicam com um ou mais dispositivos gateway conectados à internet. Os dispositivos gateway recebem dados dos nós e os encaminham para um servidor de rede centralizado, que pode então processar e armazenar os dados ou enviá-los para outros sistemas para análises adicionais. Uma das principais vantagens do LoRa e do LoRaWAN é seu baixo consumo de energia, o que permite que dispositivos de nós de sensores alimentados por bateria operem por anos com uma única carga.

Casos de Uso para LoRA e LoRaWAN®

LoRa e LoRaWAN são ideais para uma ampla gama de aplicações de IoT que requerem comunicação de longo alcance, baixo consumo de energia e uma infraestrutura escalável de baixo custo. Alguns exemplos incluem:

• Cidades Inteligentes: LoRaWAN pode implantar uma ampla gama de aplicações de cidades inteligentes, como iluminação inteligente, gerenciamento de resíduos e gerenciamento de estacionamento. Essas aplicações podem ajudar as cidades a economizar energia, reduzir custos e melhorar a qualidade de vida dos moradores.
• Agricultura: Sensores baseados em LoRa podem monitorar a umidade do solo, temperatura e outros fatores ambientais, permitindo que os agricultores otimizem o rendimento das colheitas e reduzam o uso de água.
• Automação Industrial: Sensores baseados em LoRa podem monitorar o desempenho de equipamentos, rastrear inventário e melhorar a visibilidade da cadeia de suprimentos em ambientes industriais.
• Rastreamento de Ativos: Dispositivos de rastreamento baseados em LoRa podem ser usados para rastrear a localização e o movimento de ativos, como veículos, contêineres e equipamentos.
• Monitoramento Ambiental: Sensores baseados em LoRa podem monitorar a qualidade do ar, a qualidade da água e outros fatores ambientais, permitindo que governos e organizações adotem medidas proativas para proteger a saúde pública.

Neste artigo apresentamos  um módulo sem fio externo LoRa/LoRaWAN® da Advantech que oferece cobertura confiável de longo alcance para empresas coletarem dados valiosos em tempo real de locais remotos.

O Módulo de E/S Sem Fio Externo WISE-4610 LoRa/LoRaWAN® da Advantech oferece opções de configuração flexíveis para LoRa público ou privado, usando o utilitário WISE Studio via USB. Com GPS opcional, bateria recarregável solar e uma caixa com classificação IP65, ele é ideal para aplicações de IoT ao ar livre. O módulo de E/S WISE-4610 permite comunicação de longo alcance e baixa taxa de bits de nós de sensores alimentados por bateria, com melhor penetração de sinal através de concreto e aço e menos interferência do que 2,4 GHz. Aplicações de IoT com requisitos de transmissão de dados pequenos – algumas vezes por hora – podem se beneficiar de uma vida útil da bateria de vários anos, que varia de dois a cinco anos, e um alcance de transmissão ao ar livre de até 5 km em linha de visão com uma antena de 2 dBi. Além disso, o módulo I/O Wise-4610 suporta todos os principais sistemas GNSS. Com o design modular inteligente WISE-4610, os engenheiros de projeto podem integrar facilmente seu módulo de E/S preferido da série WISE (WISE-S672/S614) no WISE-4610.

Conclusão

A popularidade do LoRa e do LoRaWAN está aumentando rapidamente devido à sua capacidade de suportar implantações em grande escala de IoT. As redes LoRa e LoRaWAN oferecem inúmeras vantagens para aplicações industriais que exigem infraestrutura de comunicação de longo alcance, baixo consumo de energia, baixo custo e escalabilidade. O módulo I/O sem fio externo WISE-4610 da Advantech se encaixa perfeitamente nesse cenário, atuando como um ponto de acesso sem fio externo que pode se conectar a vários gateways LoRaWAN e oferecer cobertura estendida para nós de sensores e dispositivos alimentados por bateria na rede. Além disso, ele possui um design robusto, tornando-o apropriado para uso em ambientes externos adversos.

Artigo escrito por Rudy e publicado no blog da Mouser Electronics: New Tech Tuesdays: Real-time Remote Monitoring Using LoRaWAN® Technology

Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Mouser Electronics no Embarcados