Er zijn veel opties voor het verzenden van gegevens tussen IOT-sensoren en een web / mobiele applicatie, via een IOT-platform. Elk heeft zijn voor- en nadelen. Er is geen universele oplossing.
Vast en kort bereik draadloze netwerken
De eerste optie is om de sensoren aan te sluiten. Of gebruik draadloze netwerken met een kort bereik. Maar het biedt natuurlijk geen wereldwijd bereik en is daarom zeer beperkend. In het kader van draadloze netwerken kunnen we vermelden:
- WIFI: grootverbruiker van energie, het laat geen realistische werking toe op de batterij en is niet goed aangepast aan een industriële omgeving.
- Bluetooth, ZigBee, Z-Wave
M2M – 2G, 3G, 4G & 5G netwerken
- Dure apparatuur: moeilijk om een 3G-modem van minder dan 20-30 Euro te vinden …
- Zeer hoog energieverbruik, waarbij ofwel een permanente stroombron (en dus een bedrading) of een krachtige batterij vereist is, waardoor de grootte van de sensor incompatibel is met veel gebruikscasussen
- Grote voetafdruk
- Een abonnementskosten voor connectiviteit, niet onbetekenend, gerelateerd aan de behoefte aan een radionetwerk (antennaspelers) dicht en duur.
LPWAN – Low Power Wide Area Networks
Het is in deze context dat LPWAN – Low Power Wide Area Network – technologieën zijn ontstaan. De doelstellingen van deze technologie zijn het voorstellen van sensoren
- Goedkoop – uiteindelijk slechts enkele euro’s …
- Kleine maten – enkele centimeters afstand of minder …
- Werkt op batterijen, met grote autonomie (5-10 jaar!)
- Geoptimaliseerd om te communiceren voor zeer kleine datasnelheden, voor een paar eurocent per maand
Als de LPWAN-technologie niet recent is en al in de jaren 90 is geïmplementeerd (bijvoorbeeld het Alarm Net-netwerk in de Verenigde Staten), moet worden gewacht op de oprichting van SIGFOX (2009) en de lancering van het eerste netwerk in 2012 , in Frankrijk, zodat het gestructureerd begint te worden en populair wordt.
De belangrijkste spelers in de LPWAN – Low Power Wide Area Network – voor IOT-projecten zijn: SigFox en LoRaWAN. Andere technologieën, zoals RPMA (Ingenu), Weightless, Strij (Rusland), zijn nog niet zo populair. NB-IOT verschijnt ook …
SigFox & LoRaWAN
De twee meest gebruikte technologie spelers van vandaag zijn SigFox en LoRa. Als er nog steeds twee verschillende technieken zijn (SigFox is de Ultra Narrow Band), zijn de twee technologieën technisch gezien relatief gelijkwaardig.
SigFox en LoRaWAN werken op een vrije ISM-frequentieband (Industrial, Scientific and Medical), dus er is geen licentie nodig. Als deze frequentieband vrij is, vereist deze toch een regel die niet meer dan 1% van de bandbreedte moet gebruiken, wat de beperking van het aantal gegevens dat kan worden overgedragen verklaart …
Het werkingsprincipe is dat de sensor (apparaat) meestal in de slaapstand staat (om de batterij te sparen) en met regelmatige tussenpozen wakker wordt – meestal om de 10 minuten – om de gemeten gegevens te verzenden. 12-byte datapakketten die worden uitgezonden en opgehaald door alle zichtbare gateways. Deze gegevens worden vervolgens via internet verzonden naar een IOT-platform dat de gegevens verwerkt.
Een wereldwijde operator. Beschikbaar vandaag in meer dan 30 landen. Partnerschap op nationaal niveau met een bedrijf voor lokale inzet. Geen beperkingen op de SigFox-radio-chipset.
Uplink (gegevens van het apparaat naar het netwerk: 140 berichten van 12 bytes / dag
Downlink (netwerkgegevens naar het apparaat): 4 berichten / dag
Hoogtepunten: een wereldwijd netwerk (met roaming “door ontwerp”)
Een open standaard (LoRa Alliance) voor een IOT-netwerk. Iedereen kan een openbaar of privé LoRaWAN-netwerk implementeren en bedienen. Maar het is verplicht om de Semtech-chipset (radiomodem) te gebruiken
Uplink (gegevens van het apparaat naar het netwerk: 140 berichten van 12 bytes / dag
Downlink: flexibeler
Hoogtepunten: Mogelijkheid om uw eigen LoRaWAN-privénetwerken te bouwen. Tienduizenden netwerken over de hele wereld
NB-IOT (Narrow Band IOT)
NB-IOT, voor “Narrow Band IOT”, is het antwoord van de traditionele GSM-operators om ook een LPWAN-netwerk aan te bieden. Dit is een recente specificatie, een evolutie van 4G (LTE) -technologie die een low-power, low-speed oplossing biedt, gebaseerd op een update van het huidige 4G-netwerk.
Als deze oplossing het voordeel biedt van een wereldwijde nationale dekking (aangezien het slechts een update van het huidige netwerk is), is het waarschijnlijk dat het energieverbruik niet zo laag is en de kosten sensoren zullen hoger zijn. Bovendien is het onmogelijk om een privénetwerk te bouwen op basis van NB-IOT. Het is in ieder geval een interessant alternatief, maar verre van perfect.
