A plataforma LoRa simplifica o design, reduz o BOM

O desenvolvimento da IoT (Internet of Things) traz consigo desafios de design que muitas empresas estão tentando resolver fornecendo aos designers ferramentas relevantes. Na próxima década, mais de 500 bilhões de dispositivos serão conectados à Internet e uma estratégia corporativa robusta será necessária para fornecer dispositivos com capacidade de localização e gerenciamento de energia adequado.

A IoT impactará todos os aspectos da vida cotidiana, cobrindo uma variedade de aplicativos inimagináveis:de dispositivos conectados vestíveis a uma ampla variedade de gerenciamento de ativos, aplicativos de monitoramento e sensores que podem se comunicar com um ou mais gateways em distâncias de até vários quilômetros.

Esses dispositivos geralmente são destinados a serviços de longo prazo de até oito anos. Portanto, é necessário escolher a conectividade de rede que será suportada durante este período. As aplicações IoT típicas não requerem transmissões contínuas de dados - apenas em certas situações, dependendo do tipo de parâmetros a serem medidos. E eles não exigem altas taxas de bits. Essas características são atendidas pelas tecnologias LPWAN (Low Power Wide Area Networks), que exigem baixa potência de transmissão e fornecem excelente cobertura e escalabilidade.

A Semtech Corp. lançou a plataforma LoRa Edge, baseada em LoRa, para permitir uma ampla gama de aplicações e revolucionar o gerenciamento de uma variedade de sensores. A plataforma integra um transceptor LoRa de potência ultrabaixa, GNSS e tecnologias de digitalização Wi-Fi. A combinação da tecnologia Lora e soluções em nuvem com geolocalização fornece o equilíbrio certo entre a precisão da localização e baixo consumo de energia, otimizando o custo do sistema e a complexidade. Ao eliminar a necessidade de componentes incrementais de GNSS e Wi-Fi, o LoRa Edge reduz os custos de BOM.

A tecnologia LoRa tem credenciais técnicas significativas e já está em uso em aplicações que requerem capacidade de comunicação confiável em distâncias de vários quilômetros, como leitura de instrumentos sem fio e sistemas de controle de iluminação pública. Esta tecnologia sub-GHz suporta taxas de dados de 0,3 kbps a 50 kbps, dependendo da distância e da duração da mensagem. A distância de transmissão pode ser de até 15-20 quilômetros. Mesmo em um ambiente urbano de alta densidade, distâncias de comunicação de mais de 2 quilômetros são possíveis.

“LoRa é de longo alcance, você não precisa de muito repetidor de estação base, as pessoas podem ter uma solução de rede pública privada baseada em LoRa que realmente está em uso para aplicativos de rastreamento”, disse Olivier Beaujard, diretor sênior LoRa Ecosystem da Semtech . “Mas o mais importante, LoRa é um consumo de energia extremamente baixo. E o que isto quer dizer? As pessoas podem fazer um rastreador muito pequeno, um rastreador muito pequeno e uma bateria pequena. ”

“LoRa tem um consumo de energia extremamente baixo e isso foi comprovado em muitos casos de uso em serviços públicos, água e gás. Na gestão de ativos, isso faz a diferença em muitas situações ”, disse Beaujard.

LoRa (Long Range) é uma tecnologia com uma pilha composta por duas camadas. A primeira camada da pilha LoRa é a camada física (PHY) que usa uma modulação proprietária derivada do Chirp Spread Spectrum (CSS), enquanto a segunda camada é o protocolo para a camada MAC (Media Access Control) chamada LoRaWAN.

Uma rede LoRa inclui gateways para se conectar ao servidor de rede central. Os terminais se comunicam com uma topologia de rede em estrela por meio de um link sem fio de salto único para gateways com a capacidade de se conectar a vários gateways para garantir redundância de conexão (Figuras 1 e 2).

Figura 1:Solução de Geolocalização Lora Edge (Fonte:Semtech)

Figura 2:Princípio de varredura GNSS, modo de assistência (Fonte:Semtech )

O primeiro chipset LoRa Edge direcionado para geolocalização é o LR1110 da Semtech. Ele captura uma parte do sinal de transmissão via satélite. Os sinais são agregados à mensagem NAV e enviados para o servidor em nuvem. O scanner GNSS suporta GPS L1 + GPS geoestacionário, SBAS:EGNOS + WAAS, BeiDou B1 + BeiDou geoestacionário GEO / IGSO (figura 3).

Figura 3:Diagrama de blocos do LR1110 (Fonte:Semtech )

LoRa Edge é um chipset tudo-em-um para aplicações internas / externas. Ele permite que os clientes gerenciem ainda mais o custo total de propriedade (TCO), pagando apenas quando um ativo precisa ser identificado. Provisionamento de chave aprimorado no ponto de produção e um processo de junção seguro simplificam ainda mais o desenvolvimento de soluções de IoT e atendem totalmente às expectativas de segurança do cliente. Os serviços de geolocalização LoRa Edge e LoRa Cloud oferecem uma arquitetura de sistema exclusiva para reduzir o consumo de energia, concluiu a Semtech.