Connectar un sensor LoRaWAN des de zero

Connectar un sensor LoRaWAN des de zero

  • 26/11/2018

Respecte als sensors: Decentlab sempre els configura perquè transmetin dades cada 10 minuts. L'experiència els ha demostrat que és la cadència òptima. Si en vols un altra, s'ha de demanar a Decentlab. En qualsevol cas, sempre podem modificar la visualització al cloud de Decentlab (encara que el sensor seguirá transmetent cada 10'). 

La posició òptima d'instal.lació de la caixa LoRa de cada sensor, és la vertical. L'emisió en aquesta posició és la més favorable.

En aquest article us voldria explicar la meva experiència connectant un sensor de nivell i temperatura LoRaWAN de Decentlab, com a pas previ a la instal·lació de més sensors de pressió, nivell i ambientals a la xarxa LoRa.

Fins fa poques setmanes, el meu coneixement de Lora i LoRaWAN era nul i quan vaig decidir analitzar aquesta tecnologia ho vaig fer plantejant un doble repte:

  • Comprovar personalment que el que anunciava Decentlab sobre que per connectar un sensor no calia cap noció prèvia, era cert.
  • Comprovar que gràcies al seu llarg abast i baix consum, Lora era una tecnologia barata i fàcil d'implementar en tot tipus de sensors.

Aquestes reflexions són fruit de la meva aprenentatge i formació en aquest entorn tecnològic.

OTAA (Over-The-Air-Activation)

El modus OTAA (Over-The-Air-Activation) és el sistema que utilitza Decentlab, pel que he pogut conèixer, és la manera més segura de connectar-se a la xarxa

El principal avantatge de la connexió tipus OTAA és la seguretat ja que la sessió "es crea en l'aire" i es renova cada vegada que el dispositiu perd la connexió, és apagat o reiniciat. Això dificulta que algú pugui robar la sessió i clonar el dispositiu.

 

Xarxes LoRaWAN

El primer que cal aclarir és que Lora i LoRaWAN no són el mateix. Lora és el tipus de modulació en radiofreqüència patentat per Semtech, mentre que LoRaWAN és un protocol de xarxa que fa servir la tecnologia Lora per comunicar i administrar dispositius Lora. Es compon de dues parts principalment: gateways (passarel·les) i nodes (sensors). Els primers són els encarregats de rebre i enviar informació als nodes i els segons, són els dispositius finals que envien i reben informació cap al gateway.

L'esquema bàsic podria ser el següent:

Connectar-se a una Xarxa LoRa

Per connectar-se a una xarxa Lora hi ha dues opcions:

  • abonar-se a un servei privat com els que subministren les operadores de telecomunicacions convencionals (Movistar, Vodafone, etc.) o empreses com Loriot, Actility o Kerlink (que ofereixen serveis d'IoT) o bé
  • connectar-se a una xarxa pública, com The Things Network (TTN).

Em vaig decidir per The Things Network (TTN) perquè parteix del principi de neutralitat, perquè la xarxa és lliure i oberta i perquè està gestionada per la mateixa comunitat TTN i, per descomptat, facilita la governança de les dades generades des dels nodes.

El concepte de governança és molt important per a solucions de Smart City ja que les dades han de ser propietat dels ciutadans i no de les empreses que implementen les solucions tecnològiques. I pots aportar el teu granet de sorra a la comunitat, afegint una passarel·la a la xarxa de la teva població. Accedeix a la seva web i mira si en la teva localitat hi ha algun gateway:https://ttn.fyi/activate/

Com a part del meu procés d'aprenentatge, vaig voler anar un pas més enllà i vaig adquirir una passarel·la model TTN-GW-868MHz (287 €), per crear la meva pròpia xarxa dins TTN: https://www.thethingsnetwork.org/marketplace/product/the-things-gateway Per a aplicacions de més llarg abast hi han gateways externs (Lorix One, Kerlink Wirstation 868, etc.)

 

Igual que en una xarxa wifi, el router s'encarrega de rebre i enviar a internet la informació dels nostres ordinadors i viceversa. Quan rep informació des d'internet, la passarel·la s'encarrega de comunicar-se de forma bidireccional via Lora amb els nodes (sensors).

La instal·lació va ser molt simple (10 minuts), ja que vaig connectar la passarel·la al meu router per wifi (també es pot connectar via Ethernet), seguint els passos d'activació que m'indicava TTN (prèviament has de crear un compte): https://ttn.fyi/activate

Un cop activades el compte i la passarel·la, vaig comprovar que efectivament tot estava "en ordre":

Atès que Decentlab va registrar el sensor (en el meu cas a TTN), no vaig haver de fer res més per poder veure les dades del meu sensor en temps real en l'aplicació web contractada a Decentlab:

No obstant això, quan Decentlab subministra els sensors, dona als clients les claus (ID del sensor, DevEUI, AppEUI, AppKey) perquè es connectin al servei que vulguin, ja que Decentlab no sap quin serà el proveidor de serveis.

Pel que fa als sensors: Decentlab sempre els configura perquè transmetin dades cada 10 minuts. L'experiència els ha demostrat que és la cadència òptima. Si es desitja un altra, cal demanar-ho a Decentlab. En qualsevol cas, sempre es pot modifcar la visualització en el cloud de Decentlab (tot i que el sensor seguirà transmetent cada 10').

Els clients també poden integrar els dispositius Decentlab en altres plataformes. Per exemple: MyDevices, ResIoT, WMW i molts més. En algunes plataformes els nostres dispositius ja tenen plantilles. En altres, es requereix afegir un descodificador de càrrega útil. Podem facilitar als clients fragments de codi si cal, o bé suport.

La posició òptima d'instal·lació de la caixa Lora de cada sensor, és la vertical. L'emissió en aquesta posició és la més favorable (per la posició de l'antena interna).

Conclusió: el procés va ser tan senzill com interessant.

Sempre pots buscar un partner local que pugui fer-se càrrec de la construcció de la xarxa / configurar les portes d'enllaç. L'accés a dades de Decentlab tampoc és obligatori i, si ho prefereixes, pots integrar els sensors en el teu propi servidor d'aplicacions.

Espero que la meva experiència us serveixi per animar-vos a treballar amb Lora i LoRaWAN.

Enllaços d'interès


Representant oficial de la firma suïssa Keller AG für Druckmesstechnik, líder europeu en la fabricació de sensors de pressió piezo-resistius aïllats. Més de 40 anys d'experiència i més d'1 milió de sensors fabricats cada any avalen els productes keller com la millor solució per a la seva aplicació de mesura o control de pressió de qualsevol fluid.

SEGUIMENT D'ENVIAMENTS

ON ESTEM

Villar, 22 2º 2ª
08041 Barcelona

934 508 777