LPWAN Funksystem für Internet der Dinge

Systèmes intelligents LPWAN

Solution réseau pour compteurs d'eau, compteurs d'énergie thermique, répartiteurs de chaleur et détecteurs de fumée pour l'Internet des objets

Dans le monde, des milliards d'objets intelligents (Smart Things) sont connectés entre eux grâce à l'Internet des objets (Internet of Things). Il est également possible d'intégrer des appareils de mesure utilisant la technologie radio tels les compteurs d'eau, d'énergie thermique, de gaz ou électriques à l'échelle mondiale.

Les compteurs intelligents échangent de très petites quantités de données et n'ont besoin, pour ce faire, que d'un très faible taux de données et d'une batterie avec une performance réduite. La technologie LPWAN  est donc prédestinée à la relève d'instruments de mesure, car elle couvre une grande distance de détection, a un faible taux de données et est réalisable à moindre frais en particulier pour la relève de compteurs et autres instruments de mesure.

LPWAN signifie Low Power Wide Area Network et caractérise un réseau de télécommunication sans fil avec une consommation d'énergie réduite, dans laquelle principalement des objets à pile tels les capteurs ou les compteurs d'eau ou d'énergie thermique radio sont connectés. Equipés des modules radio correspondants, tels le module EDC de ZENNER, les compteurs d'eau, d'énergie thermique, à gaz ou électriques peuvent être intégrés dans ces systèmes.

Dans le cadre du développement de solutions LPWAN pour l'Internet des objets, ZENNER mise sur le standard de communication très répandu LoRaWAN™ dit LoRa ®. LoRaWAN™ également nommé LoRa ® a été développé par LoRa® Alliance, une organisation internationale à but non lucratif, qui s'est fixé comme objectif d'établir LoRaWAN™ comme standard de communication pour l'Internet des Objets. La technologie LPWAN de LoRa ® est bidirectionnelle.

Les instruments de mesure envoient un protocole de données à intervalles prédéfinis à une antenne existante (Base station). De là, les données sont transférées dans le cloud où ils sont disponibles pour différentes applications. Les protocoles radio sont cryptés selon la dernières technologie pour raison de sécurité des données.

Grâce à l'utilisation des technologies longue distance  LoRaWAN™ ou LoRa ® la relève à distance par réseau fixe (fixed network) de milliers d'instruments de mesure à faible coût est possible. La communication des compteurs et des appareils via l'Internet des objets avec Lora® signifie en outre que les compteurs peuvent être relevés plus souvent, plus vite et à moindre frais. Les compteurs uniques (par ex. les compteurs situés dans les regards), qui ne pouvaient être relevés qu'à grands frais jusqu'alors peuvent également être intégrés dans le LPWAN et LoRa ®.

Explication des concepts

L'Internet des objets
L'Internet des objets (en anglais "Internet of Things" ou IoT) décrit la mise en réseau d'objets "intelligents" installés dans des bâtiments industriels, des lieux publics ou au sein des ménages. Maintenant déjà, nous sommes entourés de milliards d'objets connectés. Ces derniers doivent désormais dépasser le cadre d'une utilisation quotidienne grâce à l'extension de la fonctionnalité de détecteurs et d'actionneurs afin de détecter certains paramètres ou d'exécuter des actions. Les experts estiment que d'ici 2020, il y aura environ 1 billion d'appareils connectés dans le monde. Les innombrables domaines d'application comptent notamment la gestion de processus industriels, les systèmes d'automation, le suivi de paquets, les systèmes de places de stationnement intelligents, les systèmes de sécurité et d'assistance au conducteur pour les automobiles, la technique de gestion intelligente de l'énergie pour les ménages ou encore les systèmes de gestion d'approvisionnement en énergie.

LPWAN (également LPN)
Cela signifie "Low-Power-Wide-Area Network" et désigne un réseau de télécommunication sans fil à faible consommation énergétique reliant par communication longue distance différents appareils fonctionnant la plupart du temps sur batterie tels que des détecteurs ou des compteurs (eau, énergie thermique, gaz ou électricité) mais également des objets du quotidien et communiquant à un faible débit. Des compteurs intelligents échangent par exemple uniquement de petites quantités de données et requièrent à cette fin uniquement une largeur de bande et une puissance faibles. Ce type de communication entre appareils est également désigné communication Machine-to-Machine (M2M). Il couvre une grande distance, fonctionne à faible débit et sa mise en place est relativement peu coûteuse.

LoRa®
LoRa® signifie Long Range, à savoir une longue portée (radio), Low Power à faible consommation d'énergie et Low Cost en tant qu'alternative peu coûteuse aux voies de transmission de données existantes jusqu'ici. Les membres de la  LoRa®Alliance se sont fixés pour objectif d'établir cette norme de communication pour l'Internet des objets, la communication Machine-to-Machine (M2M) et pour les applications industrielles et municipales intelligentes. Outre les technologies GPRS, GSM, 4G ou LTE connues, la technologie désignée par la marque LoRaWAN™ s'est imposée dans de nombreux pays en Europe, aux Etats-Unis, en Afrique du sud et dans nombre de régions en Asie. L'échange de connaissances et d'expériences doit permettre l'interopérabilité entre les participants au sein d'une norme ouverte et mondiale.

LoRaWAN™
est une spécification Low-Power-Wide Area Network (LPWAN) pour la communication sans fil d'objets fonctionnant sur batterie au sein de réseaux régionaux, nationaux ou mondiaux. Il satisfait les exigences-clés pour la communication au sein de l'Internet des objets telles que la communication bidirectionnelle sûre, la mobilité et les services de localisation. La norme LoRaWAN permet une interopérabilité fluide entre des objets intelligents (Smart Things) sans installations locales complexes. LoRaWAN permet ainsi aux utilisateurs, développeurs et entreprises de participer simplement à l'Internet des objets.

SIGFOX
Sigfox est une société française créée en 2009 avec siège à Labège qui établit, dans le monde entier, des réseaux sans fil afin de relier des objets dits à faible énergie. Ces objets incluent des compteurs d'eau, d'énergie thermique, de gaz ou d'électricité, des smartwatch ou encore des appareils électroménagers qui envoient en continu de petites quantités de données. Les infrastructures sont une partie de ce qu'on appelle l'Internet des objets (IoT). Ce réseau radio à faible largeur de bande atteint au maximum 1 000 octets/s et envoie, en fonction du message, jusqu'à 12 octets. Un appareil peut envoyer au maximum 140 messages par jour. Les applications possibles comptent notamment des compteurs d'eau, d'énergie thermique, de gaz ou d'électricité, des détecteurs de places de stationnement intégrés aux parcmètres, des capteurs d'humidité pour l'agriculture ou des détecteurs de fumée et d'effraction.