C07 en tant que station de base LoRaWAN

Introduction

LoRa est un protocole pour l’envoi de paquets de données longue distance (LOng RAnge). Ceci est principalement utilisé pour les paquets avec peu d’informations ou une faible fréquence. Cela correspond à environ 10 à 15 points de données toutes les 5 à 10 minutes. Dans des conditions idéales, comme un espace ouvert, de bonnes antennes et une ligne de vue directe, la distance à parcourir peut atteindre plusieurs kilomètres. Cependant, les obstacles entre le capteur et la passerelle affectent négativement ces signaux. Les constructions métalliques en particulier peuvent causer une mauvaise réception.

L’utilisation de capteurs LoRa nécessite toujours une station de base ; dans nos solutions, il s’agit d’un Calculus C07W avec concentrateur LoRa intégré. Il est préférable de le placer aussi centralement que possible pour garantir une bonne couverture. La hauteur de l’antenne est également importante ici. Plus l’antenne est placée haut, mieux c’est. Les obstacles à proximité de l’antenne doivent également être évités. Donc, si possible, ne le placez pas à plat contre un mur métallique, mais essayez de vous en éloigner.

Dans le cas des installations, vous pouvez également optimiser davantage l’installation en fonction de quelques valeurs dans le portail.

Avec LoRa, vous avez aussi le risque de perte de paquets. Jusqu’à 10 % des colis peuvent être perdus. Une confirmation peut également être demandée pour les messages clés, mais il n’est pas recommandé de le faire en continu. Cela s’explique par le fait que vous obtenez plus de trafic radio, ce qui rend plus difficile l’envoi de messages par les autres capteurs. Si leurs confirmations échouent, ils sont renvoyés, ce qui génère de plus en plus de trafic radio.

RSSI

RSSI, ou Indication de Force du Signal Reçu, est la force reçue du signal. En résumé, cela signifie à quel point vous entendez le signal de l’émetteur. Ce chiffre est toujours négatif et se situe généralement entre -120 dBm et -30 dBm. -120dBm est une réception très faible, -30dBm est une réception très forte. Un capteur qui envoie des messages à -120 dBm signifie aussi que, dans des conditions pires, davantage de paquets peuvent être perdus.

SNR

Le SNR, ou rapport signal/bruit, est le rapport entre le bruit de fond et le signal transmis. Cette valeur fluctue entre -20 dBm et +10 dBm. Encore une fois, plus la valeur est élevée, mieux c’est.

SF

SF ou facteur d’étalement est une valeur qui apparaît spécifiquement dans LoRa, par opposition à RSSI et SNR, qui sont deux valeurs courantes dans la communication radio. Le facteur d’étalement est une valeur comprise entre 7 et 12.

C’est un réglage qui s’ajuste automatiquement en fonction des circonstances et de la réception. À titre de comparaison, vous pouvez voir cela comme une valeur qui indique la vitesse à laquelle vous parlez. Plus la réception est bonne, plus vite vous pouvez communiquer tout en étant clairement compris. Si la réception et la distance sont un peu plus grandes, il vaut mieux le faire plus clairement et plus lentement. Si un nombre prédéfini de messages n’est pas reconnu par la passerelle, le capteur augmentera d’une valeur de lui-même. SF12 est plus clair ici que SF7. Cependant, une direction plus longue signifie aussi une consommation de batterie plus importante.

Avec les capteurs Elsys, par exemple, cela entraîne la consommation suivante :

Comme vous pouvez le voir, la consommation augmente de façon exponentielle, il est donc important de maintenir le facteur de propagation aussi bas que possible. Cela peut se faire par un meilleur emplacement ou un meilleur placement des capteurs et/ou de l’antenne.

Placement de l’antenne

Une antenne LoRa n’est pas une antenne directionnelle. Ces antennes fonctionnent mieux en les montant perpendiculairement.

Le scénario idéal est bien sûr la ligne de vue directe, mais cela est rarement possible en pratique. Même en ligne de vue directe, mais juste au-dessus du sol, il y a aussi des interférences du sol à cause de la zone de Fresnel. C’est à peu près un ellipsoïde autour de la ligne de visée. Vous pouvez calculer la taille exacte, mais le plus important est de comprendre que les objets proches de la ligne de vue peuvent aussi avoir une influence, et que la position proche de la terre provoque également des interférences.