1.  Architecture et déploiement des réseaux LoRa

Structure d'un réseau LoRaWAN

Un réseau LoRaWAN typique est composé des éléments suivants :

• Périphériques finaux (End Devices) : Ce sont généralement des capteurs ou des actionneurs qui envoient des messages modulés en LoRa aux passerelles.
• Passerelles (Gateways) : Elles reçoivent les messages des périphériques finaux et les transmettent au serveur réseau.
• Serveur réseau (Network Server) : Il s'agit d'un logiciel qui gère l'ensemble du réseau.
• Serveurs d'application (Application Servers) : Ces serveurs sont responsables du traitement sécurisé des données d'application.

Pour en savoir plus, consultez la documentation de The Things Network sur l'architecture LoRaWAN.

Types de passerelles LoRaWAN

Les passerelles LoRaWAN peuvent être classées en deux catégories :

• Passerelles intérieures (Indoor) : Idéales pour des emplacements intérieurs comme des sous-sols ou des bâtiments à plusieurs étages.
• Passerelles extérieures (Outdoor) : Elles offrent une plus grande portée et sont adaptées pour des zones rurales et urbaines.

Configuration d'une passerelle LoRaWAN

La configuration d'une passerelle nécessite plusieurs étapes, notamment l'installation du matériel, la connexion au serveur réseau et la définition des paramètres de communication.

Activation d'un objet connecté LoRaWAN

Pour activer un objet connecté, vous devez l'enregistrer sur le serveur réseau et configurer les clés de sécurité.

Notions des objets connectés

• Classes : Les objets peuvent être de différentes classes, chacune ayant ses propres spécificités en termes de consommation d'énergie et de fréquence de communication.
• Types d'activation : Il existe différents types d'activation pour les objets, comme l'activation par personnalisation (ABP) et l'activation par jointure (OTAA).
• Authentification et chiffrement : La sécurité est un aspect crucial, et LoRaWAN utilise des mécanismes d'authentification et de chiffrement pour sécuriser la communication.

Tutoriels et Ressources

• Pour une compréhension détaillée de la spécification LoRaWAN 1.0.4, vous pouvez suivre ce cours de Semtech.
• The Things Network propose également un cours sur Udemy qui couvre les fondamentaux de LoRaWAN.

2. Aspects Techniques du réseau LoRaWan

The Things Network

The Things Network (TTN) est une initiative communautaire qui fournit un réseau LoRaWAN ouvert et décentralisé. Il s'agit d'une excellente manière de commencer à tester des dispositifs, des applications et des intégrations, et de se familiariser avec LoRaWAN. Pour vous connecter à TTN, vous devez être dans la portée d'une passerelle compatible.

• Pour en savoir plus, consultez la documentation de The Things Network.

Notions et gestion des passerelles et des applications

• Passerelles (Gateways) : Ces dispositifs scannent le spectre et capturent les paquets LoRa. Ils ne sont pas associés à un seul dispositif, ce qui signifie que toutes les passerelles à portée d'un dispositif reçoivent le signal.
• Serveur réseau (Network Server) : Il contrôle la couche MAC virtualisée du réseau LoRaWAN.
• Serveurs d'application (Application Servers) : Ces serveurs sont responsables du traitement sécurisé des données d'application.

Gestion simultanée de plusieurs applications et objets connectés

Les serveurs de réseau LoRaWAN modernes permettent la gestion simultanée de plusieurs applications et objets. Ils dédupliquent les paquets lorsque plusieurs passerelles reçoivent le même paquet, déchiffrent le message et gèrent des fonctionnalités LoRa spécifiques, comme le taux de données adaptatif.

Tutoriels et Ressources

• Pour construire votre propre réseau LoRa, vous pouvez suivre ce tutoriel de Mbed OS qui explique comment configurer une passerelle, écrire le firmware du dispositif et mettre en place une application web pour afficher votre trafic LoRa.
• Arduino propose également un guide pour comprendre les bases de LoRa et LoRaWAN et comment les utiliser avec le matériel et le logiciel Arduino.

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3. Formater, décoder des trames LoRaWAN

Analyser des trames LoRaWAN

L'analyse des trames LoRaWAN est cruciale pour comprendre comment les données sont envoyées et reçues. Cela inclut la compréhension des différents éléments d'une trame, tels que le préambule, l'en-tête physique (PHDR), et le CRC (Cyclic Redundancy Check).

• Pour plus d'informations sur le format des trames LoRa, consultez la documentation de The Things Network sur le format physique des trames LoRa.

Comprendre le format et la configuration du payload

Le payload est la partie de la trame qui contient les données réelles à transmettre. Sa taille et son taux de codage peuvent varier en fonction des besoins de l'application et des limitations régionales.

• Vous pouvez en savoir plus sur le décodage des données de capteurs LoRaWAN dans ce tutoriel de Losant.

Intégration avec BAG⋅Tower

BAG∕Tower intègre une fonction de décodage de trames LoRaWAN, ce qui permet une mise à jour à distance des dispositifs. Cette fonctionnalité est particulièrement utile pour les entreprises qui ont besoin de gérer un grand nombre de dispositifs IoT sur un réseau LoRaWAN.

• Pour savoir comment connecter votre équipement LoRa à BAG∕Tower, consultez ce guide détaillé.

Tutoriels et Ressources

• Pour comprendre comment envoyer des données de capteurs valides à The Things Network en utilisant une Feather M0 LoRa, consultez ce guide d'Adafruit.

4. Exploiter des données LoRaWAN

L'exploitation des données LoRaWAN nécessite souvent l'intégration de protocoles de communication tels que HTTP et MQTT pour permettre la visualisation, le stockage et l'intégration dans des applications.

• HTTP : Ce protocole est largement utilisé pour la communication entre le serveur et le client. Il est idéal pour envoyer des données à des serveurs web ou des bases de données.
• MQTT : Ce protocole est plus léger et est souvent utilisé pour la communication entre les objets connectés et les serveurs. Il est particulièrement utile pour les scénarios où une faible latence et une faible consommation d'énergie sont nécessaires.

Pour en savoir plus sur la connexion d'une passerelle LoRaWAN à un broker MQTT, consultez ce guide de Milesight IoT.

Utiliser des outils logiciels de développement

Des outils comme Node-RED, Telegraf et Grafana peuvent être utilisés pour le traitement et la visualisation des données. Ces outils offrent une plateforme puissante pour tester et visualiser vos données.

• Pour plus d'informations, consultez cette discussion sur IoT Stack Exchange.

Intégration avec BAG∕Tower

BAG∕Tower offre une plateforme complète pour l'exploitation des données LoRaWAN. Il intègre des fonctions pour la visualisation, le stockage et l'intégration des données via HTTP et MQTT. De plus, BAG∕Tower permet une gestion efficace du flux de données dans les applications.

• Pour une liste complète des fonctionnalités de BAG∕Tower, consultez ce lien.

Tutoriels et Ressources

• Pour construire un réseau LoRaWAN privé basé sur le bord, vous pouvez suivre ce guide de Machinechat.

5. (Bonus) Le LoRaWAN privé

Outre les réseaux publique ou communautaire il existe la possibilité de mettre en place un réseau privé.

Pour mettre en place un réseau LoRaWAN privé, vous aurez besoin d'une pile logicielle qui comprend un serveur réseau, un serveur d'application et éventuellement un serveur de passerelle.

• Pour une introduction complète à la mise en place d'un réseau LoRaWAN privé, consultez ce guide de PRBS23.

Configurer une passerelle, une application et un objet connecté

La passerelle est le point de connexion entre vos dispositifs LoRaWAN et le serveur réseau. Vous devrez également configurer une application pour gérer les données et un objet connecté pour envoyer et recevoir ces données.

• Pour un guide pratique sur la configuration d'une passerelle LoRaWAN privée avec WisGate Connect, consultez cet article de cnx-software.

Intégrer de services avec d’autres applications

Une fois votre réseau en place, vous pouvez l'intégrer avec d'autres applications pour une meilleure exploitation des données. Cela peut inclure des bases de données, des outils de visualisation ou des systèmes de gestion.

Intégration avec BAG⋅Tower

BAG∕Tower offre une solution complète pour la gestion de votre réseau LoRaWAN privé. Il permet non seulement la visualisation et le stockage des données mais aussi l'intégration facile avec d'autres applications et services.

• Pour en savoir plus sur les fonctionnalités de BAG∕Tower, consultez cette page.

Tutoriels et Ressources

• Pour ceux qui sont intéressés par les détails techniques de la mise en place d'un réseau LoRaWAN privé, ce guide de PRBS23 est une excellente ressource.

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