Tout savoir sur les gateways LoRaWAN
Indispensables à tout réseau LoRaWAN, les gateways assurent la liaison entre objets connectés et serveurs.
Les gateways LoRaWAN sont au cœur de l’infrastructure IoT. Elles agissent comme des passerelles essentielles entre les capteurs à faible consommation d’énergie et les réseaux LoRaWAN. Cette technologie LPWAN permet des transmissions sur plusieurs kilomètres, ce qui en fait une solution idéale pour des applications variées. Télémétrie (relève de compteurs d’eau, de gaz, d’électricité). Agriculture intelligente (suivi des cultures, de l’arrosage). Smart City (Traitement des déchets, suivi de la qualité de l’air dans les établissements publics). Pour en savoir plus sur la technologie LoRaWAN, consultez notre article détaillé « Tout savoir sur la technologie LoRaWAN« .
Qu'est ce qu'une gateway LoRaWAN ?
Définition d'une gateway LoRaWAN :
Une gateway (ou passerelle) LoRa est un équipement actif communiquant sur les réseaux LoRa (via le protocole de communication LoRaWAN). En France, ce type de passerelle radio fonctionne sur la fréquence 868MHz. Il existe différents fabricants de gateways LoRaWAN tels que Tektelic ou encore Milesight.
Une gateway LoRaWAN permet de récupérer à distance les données collectées par des capteurs IoT. Elle les fait ensuite transiter par le Network Server et l’Application Server, deux entités spécifiques à la norme LoRaWAN, qui trient les données (suppression des doublons, roaming, etc). Les données sont ensuite envoyées vers un système de gestion centralisée (l’application utilisateur).
Vidéo « What is a LoRaWAN Gateway ? » par Milesight
Le Network Server peut être embarqué dans la gateway (ex. : gateway UG67 de Milesight ) ou externe en passant par un fournisseur (ex. : TTN, Everynet, Chirpstack, Netmore, etc).
L'intérêt de recourir aux gateways LoRaWAN
- Connectivité longue portée : Les gateways LoRaWAN sont conçues pour fournir une connectivité sur de longues distances. Elles rendent ainsi possible la surveillance et le contrôle dans des zones éloignées ou étendues.
- Faible consommation d’énergie : Grâce à leur conception intelligente, ces dispositifs assurent une consommation d’énergie minimale. Ils prolongent ainsi significativement la durée de vie des batteries des capteurs connectés. Il existe par exemple le protocole « LBT » (Listen Before Talk) qui permet d’être à l’écoute du réseau pour ne communiquer que si nécessaire. Cela diminue grandement la consommation d’énergie.
- Flexibilité d’installation : Les gateways LoRaWAN sont adaptées à divers environnements. Elles offrent ainsi une flexibilité d’installation tant en intérieur qu’en extérieur. Il existe en effet de petites gateways discrètes d’intérieur pour le réseau domestique mais également des gateways de classe opérateur IP67 pour une résistance aux conditions climatiques sévères.
Connectivité et connexion
Connectivité LoRaWAN et capteurs de données
Les gateways LoRaWAN offrent une connectivité particulièrement performante dans l’univers de l’Internet des Objets (IoT). En effet, grâce à la modulation par spectre étalé (principe consistant à répartir l’énergie du signal sur une large bande de fréquences afin d’améliorer la robustesse au bruit), elles assurent une communication fiable entre les capteurs déployés sur le terrain et les applications centrales.
Par ailleurs, les réseaux LoRaWAN permettent de collecter et d’acheminer des données issues d’équipements distants. Ainsi, leur capacité à transmettre des informations sur de longues distances, tout en conservant une faible consommation énergétique, en fait une solution particulièrement adaptée aux usages nécessitant l’envoi de faibles volumes de données (télémétrie, supervision, comptage).
En définitive, cette architecture réseau offre un contrôle toujours plus complet des infrastructures, et donc, corrélativement, une gestion simplifiée, centralisée et optimisée des équipements connectés.
L’un des avantages majeurs des gateways LoRaWAN réside dans l’intégration de capteurs LoRa. En effet, il permettent une collecte de données précise tout en minimisant la consommation d’énergie. Cette symbiose entre connectivité longue portée et faible consommation d’énergie est particulièrement cruciale pour les applications comme l’agriculture connectée qui nécessite une surveillance constante de l’environnement ou la télérelève de compteurs.
IoT et Smart cities
Dans le contexte des Smart Cities, l’infrastructure LoRaWAN devient un élément crucial. Il permet la mise en place de services de gestion de l’énergie, de surveillance de la circulation et d’autres applications qui améliorent la qualité de vie urbaine.
Gestion de l’énergie : Les systèmes basés sur LoRaWAN permettent la collecte efficace de données liées à la consommation énergétique, facilitant ainsi la mise en place de solutions intelligentes pour la gestion de l’énergie dans les villes.
Surveillance de la circulation : Les capteurs LoRaWAN peuvent être déployés pour surveiller le trafic, optimisant les feux de signalisation et contribuant à une circulation plus fluide.
Collecte des déchets : Les solutions IoT basées sur le LoRaWAN peuvent être utilisées pour optimiser les horaires de collecte des déchets, réduisant ainsi les coûts opérationnels et minimisant l’impact environnemental.
Qualité de l’air : La surveillance en temps réel de la qualité de l’air grâce à des capteurs LoRaWAN permet une réaction rapide en cas de niveaux de pollution élevés, contribuant à la santé globale des citoyens.
Paris se classe parmi les meilleures villes intelligentes du monde en raison de son vaste déploiement de dispositifs IoT
La flexibilité de l’infrastructure LoRaWAN dans les Smart Cities montre son potentiel à transformer les centres urbains en des espaces plus efficaces, durables et agréables à vivre.
Conseils pratiques
- Emplacement stratégique : La planification soigneuse de l’emplacement des gateways LoRaWAN garantit une couverture maximale. L’installation de gateways LoRaWAN est particulièrement pertinente pour les applications agricoles où une connectivité étendue est souvent nécessaire. Cela permet de se rapprocher au mieux de l’antenne qui assure la connexion entre la gateway et le capteur. Sachez qu’il est toujours possible de déporter l’antenne de la gateway grâce aux câbles coaxiaux.
- Sécurité des réseaux IoT : L’intégration de protocoles de communication sécurisés et robustes est essentiel. La technologie LoRaWAN et le déploiement de capteurs IoT repose sur l’utilisation de clés d’authentification et de chiffrement pour permettre de disposer d’un réseau LoRaWAN sécurisé.
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