La plataforma LoRa simplifica el diseño, reduce la lista de materiales

El desarrollo de IoT (Internet de las cosas) trae consigo desafíos de diseño que muchas empresas están tratando de resolver proporcionando a los diseñadores las herramientas relevantes. Durante la próxima década, más de 500 mil millones de dispositivos estarán conectados a Internet, y se necesitará una estrategia corporativa sólida para proporcionar dispositivos con capacidad de ubicación y administración de energía adecuada.

IoT afectará todos los aspectos de la vida cotidiana, cubriendo una gama de aplicaciones inimaginables:desde dispositivos portátiles conectados hasta una amplia variedad de gestión de activos, aplicaciones de monitoreo y sensores que pueden comunicarse con una o más puertas de enlace a distancias de hasta varios kilómetros.

Estos dispositivos suelen estar destinados a servicios a largo plazo de hasta ocho años. Por lo tanto, es necesario elegir la conectividad de red que será compatible durante este período. Las aplicaciones típicas de IoT no requieren transmisiones de datos continuas, solo en determinadas situaciones, según el tipo de parámetros a medir. Y no requieren altas tasas de bits. Estas características las cumplen las tecnologías LPWAN (Low Power Wide Area Networks), que exigen una baja potencia de transmisión y proporcionan una excelente cobertura y escalabilidad.

Semtech Corp. ha lanzado la plataforma LoRa Edge, basada en LoRa, para permitir una amplia gama de aplicaciones y revolucionar la gestión de una variedad de sensores. La plataforma integra un transceptor LoRa de potencia ultrabaja, tecnologías de escaneo GNSS y Wi-Fi. La combinación de la tecnología Lora y las soluciones en la nube con la geolocalización proporciona el equilibrio adecuado entre la precisión de la ubicación y el bajo consumo de energía, optimizando el costo y la complejidad del sistema. Al eliminar la necesidad de componentes GNSS y Wi-Fi incrementales, LoRa Edge reduce los costos de BOM.

La tecnología LoRa tiene importantes credenciales técnicas y ya se utiliza en aplicaciones que requieren una capacidad de comunicación confiable a distancias de varios kilómetros, como la lectura de instrumentos inalámbricos y los sistemas de control de alumbrado público. Esta tecnología de sub-GHz admite velocidades de datos de 0,3 kbps a 50 kbps, según la distancia y la duración del mensaje. La distancia de transmisión puede ser de hasta 15-20 kilómetros. Incluso en un entorno urbano de alta densidad, se pueden alcanzar distancias de comunicación de más de 2 kilómetros.

“LoRa es de largo alcance, no se necesita mucho repetidor de estación base, la gente puede tener una solución de red pública y privada basada en LoRa que realmente está en uso para aplicaciones de rastreo”, dijo Olivier Beaujard, director senior de LoRa Ecosystem en Semtech . “Pero lo más importante es que LoRa tiene una potencia extremadamente baja. ¿Y que significa? La gente puede hacer un rastreador muy pequeño, un rastreador muy pequeño y una batería pequeña ".

“LoRa tiene una potencia extremadamente baja, y esto se demostró con muchos casos de uso en servicios públicos, agua y gas. En la gestión de activos, marca la diferencia en muchas situaciones ”, dijo Beaujard.

LoRa (Long Range) es una tecnología con una pila compuesta por dos capas. La primera capa de la pila LoRa es la capa física (PHY) que utiliza una modulación patentada derivada de Chirp Spread Spectrum (CSS), mientras que la segunda capa es el protocolo para la capa MAC (Media Access Control) llamada LoRaWAN.

Una red LoRa incluye puertas de enlace para conectarse al servidor de red central. Los puntos finales se comunican con una topología de red en estrella a través de un enlace inalámbrico de un solo salto a las puertas de enlace con la capacidad de conectarse a varias puertas de enlace para garantizar la redundancia de la conexión (Figuras 1 y 2).

Figura 1:Solución de geolocalización Lora Edge (Fuente:Semtech)

Figura 2:Principio de escaneo GNSS, modo de asistencia (Fuente:Semtech )

El primer chipset LoRa Edge dirigido con geolocalización es LR1110 de Semtech. Captura una parte de la señal de transmisión por satélite. Las señales se agregan al mensaje NAV y se envían al servidor en la nube. El escáner GNSS admite GPS L1 + GPS geoestacionario, SBAS:EGNOS + WAAS, BeiDou B1 + BeiDou geoestacionario GEO / IGSO (figura 3).

Figura 3:Diagrama de bloques de LR1110 (Fuente:Semtech )

LoRa Edge es un conjunto de chips todo en uno para aplicaciones en interiores y exteriores. Permite a los clientes administrar aún más el costo total de propiedad (TCO), pagando solo cuando es necesario identificar un activo. El aprovisionamiento de claves mejorado en el punto de producción y un proceso de unión seguro simplifican aún más el desarrollo de soluciones de IoT y cumplen por completo las expectativas de seguridad del cliente. Los servicios de geolocalización LoRa Edge y LoRa Cloud ofrecen una arquitectura de sistema única para reducir el consumo de energía, concluyó Semtech.