Che cos'è la tecnologia LoRa?
LoRa, abbreviazione di Long Range, è una tecnologia wireless a lungo raggio di proprietà della fondatrice della LoRa Alliance, la Semtech. Essa ha come obiettivo quello di ottimizzare la trasmissione dati su lunghe distanze con un consumo energetico estremamente ridotto. Questa tecnologia è stata progettata specificamente per soddisfare le esigenze delle reti a bassa potenza e lungo raggio.
LoRa e LoRaWAN consentono la connettività a lungo raggio per i dispositivi Internet of Things (IoT) in diversi tipi di settori che risolvono alcune delle maggiori sfide che il nostro
pianeta deve affrontare: gestione energetica, riduzione delle risorse
naturali, controllo dell’inquinamento, efficienza delle infrastrutture e
prevenzione dei disastri.
Vuoi capire come i dispositivi Gestical LoRa si collegano al LoRaWAN? Scoprilo qui
LoRa utilizza bande di radiofrequenza sub-gigahertz libere come 433 MHz, 868 MHz (Europa) e 915 MHz (Nord America). LoRa consente trasmissioni a lungo raggio (oltre 10 km nelle zone rurali, 3–5 km in zone fortemente urbanizzate) a basso consumo energetico.1
Facendo riferimento ai livelli ISO/OSI, la tecnologia è presentata in due parti: LoRa, lo strato fisico e LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), gli strati superiori.
Misurazione delle utenze per edifici intelligenti
Allarmi e rilevamenti di incendio intelligenti 1
Monitoraggio intelligente dell’acqua 2
Monitoraggio delle renne in Finlandia 3
Indicazioni sugli orari degli autobus intelligenti
Previsione 4 del disastro naturale e comunicazione di catastrofe naturale 5
Protezione da bracconaggio del rinoceronte nero 6 e monitoraggio delle tartarughe marine in pericolo 7
Quali vantaggi si hanno con un ripartitore Gestical LoRa?
Che cos'è l'IoT?
L’Internet of Things (IoT) descrive la rete di oggetti fisici, ossia le “things”, che hanno sensori, software e altre tecnologie integrate allo scopo di connettere e scambiare dati con altri dispositivi e sistemi su Internet. Questi dispositivi vanno dai normali oggetti domestici ai sofisticati strumenti industriali.
Che cos'è LoRaWAN?
LoRaWAN: Long Range Wide Area Network, è un protocollo sviluppato da LoRa Alliance. Si può affermare che il protocollo LoRaWAN si distingue per la sua efficienza, ha un consumo di batteria esiguo, un raggio di comunicazione elevato (fino a 15km in campo aperto) e una trasmissione dei dati protetta (grazie alla criptazione AES-128).
Il raggio di comunicazione è di circa 2km nelle aree ad alta densità di popolazione, che si estende a 15km in campo aperto, questo viene influenzato anche dalla posizione reciproca tra il dispositivo (che può essere nel nostro esempio il ripartitore LoRa Gestical) e del gateway: se il gateway è installato in una posizione elevata (ad esempio all’ultimo piano di un edificio) il raggio sarà maggiore rispetto ad un gateway installato a livello stradale.
LoRaWAN è parte di una categoria di tecnologie chiamata LPWAN, che significa Low Power Wide Area Network, questa tecnologia è stata sviluppata per poter permettere a sensori alimentati a batteria di inviare e ricevere messaggi, utilizzando il minor quantitativo di energia possibile per risparmiare la batteria.
LoRaWAN è riconosciuto dall’Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (ITU) come standard LPWAN.
| LoRa® | LoRaWAN® |
| Radio | Come comunica LoRa radio |
| Piattaforma IoT senza fili | Open standard |
| La tecnica di modulazione wireless utilizza il Chirp Spread Spectrum | Il livello Media Access Control (MAC) controlla la radio LoRa |
| Codifica i dati del sensore su onde radio utilizzando impulsi chirp | Gestisce il flusso di dati dei sensori |
| Livello fisico (modello OSI Livello 1) | Livello di collegamento dati (modello OSI Livello 2) |
Vantaggi di LoRa®
La tecnica di modulazione LoRa invia piccoli pacchetti di dati che consumano poca energia e consentono di trasferire dati a lungo raggio.
Vantaggi di LoRaWAN®
Utilizzo dello standard LoRaWAN per gestire il flusso di dati fornisce ulteriori caratteristiche fondamentali, tra cui:
- Sicurezza
- Velocità di trasmissione dati adattiva
- FUOTA
- Relè
- Roaming
- IPv6
- API codec
Come funziona?
- Il dispositivo LoRa invia i dati al gateway LoRa utilizzando una modulazione a spettro espanso che gli consente di coprire una vasta area e di superare gli ostacoli.
- Il gateway LoRa riceve i dati dal dispositivo LoRa e li inoltra al server di rete tramite una connessione Internet o una rete privata. Il gateway può gestire milioni di nodi e più canali LoRa contemporaneamente.
- Il server di rete riceve i dati dal gateway LoRa e li smista al server di arrivo appropriato in base al codice identificativo del dispositivo. Il server di rete si occupa anche della sicurezza, della crittografia e della gestione della rete.
- Il server di arrivo riceve i dati dal server di rete e li elabora secondo la logica dell’applicazione. Il server di arrivo può anche inviare dati al dispositivo LoRa tramite il server di rete e il gateway LoRa.
In breve
Efficienza
Senza limiti
Sicurezza
Struttura Network LoRaWAN
Cos'è il Gateway?
I gateway LoRaWAN sono il ponte tra i dispositivi e la rete. Ricevono le informazioni dai dispositivi finali utilizzando un concentratore LoRa e quindi inoltrano i dati al server di rete tramite Internet o un’infrastruttura di rete privata. I gateway essenziali sono considerati come inoltri di pacchetti poiché questa è la funzione primaria che svolgono.
Network Server
Nel Network Server (server di rete) arrivano dal gateway le informazioni inviati via Wi-Fi, Ethernet o cellulare. Questo Server è responsabile delle funzioni di gestione della rete come l’attivazione over-the-air, la de-duplicazione dei dati, l’instradamento dinamico dei frame, il controllo adattativo della velocità, la gestione del traffico e l’amministrazione.
Application Server
L’Application Server consente di interpretare i dati visivamente o analiticamente. È inoltre possibile integrare i punti dati all’interno di una piattaforma. Inoltre sono disponibili i servizi di notifica per informare il nostro tecnico, in poco tempo, quando potrebbe verificarsi un potenziale problema. Si riducono al minimo i disagi per l’utente finale, in questo caso l’inquilino.
Che cos'è LoRa Alliance?
Nata nel 2015 LoRa Alliance è un’associazione aperta e senza scopo di lucro, è diventata una delle alleanze più grandi e in più rapida crescita nel settore tecnologico. I suoi membri collaborano strettamente e condividono esperienze per promuovere e guidare il successo dello standard LoRaWAN come standard globale aperto leader per la connettività IoT LPWAN sicura e di livello carrier. Grazie alla flessibilità tecnica che consente di affrontare un’ampia gamma di applicazioni IoT, sia statiche che mobili, e a un programma di certificazione che garantisce l’interoperabilità, LoRaWAN è già stato implementato dai principali operatori di rete mobile a livello globale, con un’espansione continua nel 2023 e oltre.
LoRa in numeri
L'applicazione della tecnologia LoRa per la misurazione dei costi energetici
Le operazioni tradizionali di montaggio e lettura di strumenti per la misurazione dei costi energetici richiede molta manodopera (a dipendenza della grandezza dello stabile) e richiedono annualmente la lettura sul campo degli strumenti installati. Per quelli non dotati di tecnologia WMBus, Mbus e Radio è inoltre necessario entrare nei singoli appartamenti, che può essere fonte di disturbo per l’inquilino.
Implementando o installando un’infrastruttura composta da sensori e gateway che utilizzano dispositivi LoRa e il protocollo LoRaWAN, Gestical raccoglie i dati da remoto e utilizza il personale in modo più efficiente per ottimizzare le operazioni.
Numerosi sono i vantaggi: lunga durata delle batterie, monitoraggio giornaliero dei consumi per l’inquilino, consigli per il risparmio energetico mensili, segnalazione automatica di problemi come guasti e malfunzionamenti.
Video
5G e LoRaWAN coesistono per servire l’Internet of Things
Applicazioni IoT per le utility
LoRa: How It Works
Study case presentato da Semtech: aumentata l’efficienza della rete idrica in Francia
fonti: Wikipedia, Semtech, Oracle, ResIOT, LoRa Alliance, il Software, Internet4things | LoRa®, LoRaWAN® e LoRa Alliance ® sono marchi registrati da Semtech Corporation.