L'émergence et la vulgarisation de la technologie à spectre étalé LoRa remontent à Semtech.

La naissance de la technologie LoRa : La technologie LoRa (Long Range) a été proposée pour la première fois par Semtech en 2013. Semtech est un fournisseur de solutions de semi-conducteurs axé sur les solutions de communication sans filet d'évolutivité. Ils ont développé un nouveau type de technologie de communication sans fil, la technologie à spectre étalé LoRa, qui vise à répondre aux besoins de communication longue distance et de faible consommation d'énergie dans les applications IoT.

Mise en place de standards ouverts et d'écosystèmes : Semtech considère la technologie LoRa comme un standard ouvert et promeut la mise en place de la LoRa Alliance (LoRa Alliance). L'alliance est composée d'entreprises de diverses industries à travers le monde et s'engage à promouvoir le développement de la technologie et de l'écosystème LoRa. Les membres de l'Alliance comprennent des fabricants de puces, des fabricants d'équipements, des fournisseurs de services, des intégrateurs de systèmes et des développeurs d'applications.

Promotion de la technologie et atterrissage des applications : avec la création de l'Alliance LoRa, la technologie à spectre étalé LoRa a commencé à être promue et appliquée dans le domaine de l'Internet des objets. Les membres de l'Alliance ont coopéré pour développer diverses puces, modules et solutions liés à LoRa, fournissant un support matériel et logiciel complet pour les applications IoT. La technologie LoRa est largement utilisée dans la surveillance à distance, les villes intelligentes, l'agriculture, l'automatisation industrielle et les maisons intelligentes.

Croissance de l'écosystème : Au fil du temps, l'écosystème de la technologie LoRa n'a cessé de croître. De plus en plus de fabricants et de développeurs ont rejoint l'Alliance LoRa pour promouvoir le développement et l'innovation de la technologie LoRa. Cela comprend le lancement de puces et de modules LoRa avec plus de fonctions et de performances, le développement de plus de cas d'application et de solutions, et la promotion du déploiement et de l'expansion de la couverture des réseaux LoRa.


Principe détaillé de la technologie à spectre étalé LoRa

La technologie à spectre étalé LoRa (technologie à spectre étalé LoRa) utilise une technique de modulation spéciale appelée modulation à spectre étalé (modulation à spectre étalé) pour obtenir une communication sans fil longue distance et à faible puissance. Voici le principe détaillé de la technologie à spectre étalé LoRa :

Méthode de modulation : LoRa utilise une méthode de modulation appelée "Chirp". Chirp est un signal chirp dont la fréquence varie linéairement avec le temps. L'expéditeur convertit les données à envoyer en une série de signaux Chirp et exprime différentes données en modifiant la fréquence de Chirp.

Etalement du spectre : Avant l'envoi, le signal Chirp à envoyer sera traité par la technologie à spectre étalé. L'étalement du spectre consiste à étaler le flux de données à faible vitesse sur une bande de fréquences plus large afin de réduire la densité de puissance d'un seul signal. Le facteur d'étalement (Spreading Factor) utilisé par LoRa peut aller de 7 à 12, ce qui détermine le degré d'étalement. Un facteur d'étalement plus élevé réduira le taux de transmission du signal, mais il peut fournir une meilleure capacité anti-interférence et une distance de communication plus longue.

Sélection de fréquence : LoRa utilise plusieurs canaux de fréquence disponibles, permettant à plusieurs appareils de communiquer en même temps, réduisant ainsi la possibilité d'interférences mutuelles. Les deux parties communiquent sur le même canal de fréquence pour assurer une transmission fiable des données.

Réception et démodulation : après avoir reçu le signal LoRa, le récepteur effectuera un processus de démodulation et de désétalement. La démodulation convertit le signal reçu en bande de base, tandis que le désétalement restaure le signal au signal à spectre étalé d'origine. Le processus de démodulation et de désétalement implique la synchronisation en fréquence et dans le temps du signal.

Taux de code et correction d'erreur : LoRa prend en charge le taux de code variable, qui peut être ajusté en fonction de la distance de communication et des exigences de qualité de communication. Dans le même temps, LoRa dispose également d'une fonction de codage de correction d'erreur intégrée pour améliorer la fiabilité des données. En utilisant la technologie de correction d'erreur directe (Forward Error Correction), le récepteur peut récupérer certaines données erronées, améliorant ainsi la fiabilité de la communication.

La technologie à spectre étalé LoRa est-elle limitée aux modules LoRa ?

La technologie à spectre étalé LoRa est principalement associée aux modules LoRa, qui sont des modules émetteurs-récepteurs spécialisés conçus pour prendre en charge la communication LoRa. Ces modules intègrent les composants matériels et logiciels nécessaires pour permettre la communication sans fil LoRa. Il s'agit d'une puce d'émetteur-récepteur qui implémente le schéma de modulation LoRa et d'un microcontrôleur pour le traitement des données et l'interface avec d'autres appareils.

Cependant, il convient de noter que la technologie LoRa n'est pas exclusive aux modules LoRa dédiés. Le schéma de modulation LoRa peut être mis en œuvre de différentes manières, notamment en utilisant des radios définies par logiciel (SDR) ou des conceptions matérielles personnalisées. Dans de tels cas, la technologie à spectre étalé LoRa peut être implémenté sur différentes plates-formes au-delà des modules LoRa dédiés, permettant une flexibilité dans la conception de systèmes de communication basés sur LoRa.

En résumé, bien que la technologie à spectre étalé LoRa soit généralement associée aux modules LoRa, elle peut également être implémentée sur d'autres plates-formes, telles que SDR ou du matériel personnalisé, pour obtenir des capacités de communication LoRa.


Technologies de communication courantes combinées à la technologie à spectre étalé LoRa

Grâce à l'intégration avec d'autres technologies, la technologie à spectre étalé LoRa peut mieux répondre aux besoins des applications IoT et étendre ses fonctions et sa gamme d'applications. La flexibilité d'intégration de différentes technologies rend LoRa plus adaptable et évolutive dans divers scénarios IoT.

La technologie à spectre étalé LoRa est généralement intégrée à d'autres technologies pour répondre aux besoins de différents scénarios d'application.

LoRaWAN : LoRaWAN est un protocole de communication basé sur la technologie à spectre étalé LoRa, qui définit l'interface de communication et les spécifications de protocole entre les appareils et les serveurs de réseau. LoRaWAN fournit des fonctions telles que la gestion du réseau, l'authentification de sécurité et la transmission de données, ce qui facilite le déploiement et la gestion de la technologie à spectre étalé LoRa.

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) : MQTT est un protocole léger de transport de messages de publication/abonnement, souvent utilisé en combinaison avec la technologie à spectre étalé LoRa. En connectant l'appareil LoRa au serveur proxy MQTT, la publication de messages et l'abonnement entre les appareils peuvent être réalisés, et la transmission de données en temps réel et le contrôle à distance peuvent être réalisés.

GPS (Global Positioning System) : La technologie de positionnement GPS peut être combinée avec la technologie à spectre étalé LoRa pour localiser et suivre les informations de localisation des appareils mobiles. En combinant un récepteur GPS avec un module LoRa, le suivi de localisation, la géolocalisation et les applications liées à la localisation des appareils IoT peuvent être réalisés.

Edge computing : Edge computing est une méthode de déplacement des capacités de calcul et de traitement des données vers la périphérie du réseau, qui peut être combinée avec la technologie à spectre étalé LoRa pour fournir des capacités de traitement des données et de prise de décision plus efficaces. Les nœuds informatiques Edge peuvent traiter et analyser les données reçues en temps réel en interagissant directement avec les appareils LoRa, réduisant ainsi la dépendance aux serveurs centraux.

Système solaire/alimenté par batterie : en raison des caractéristiques de faible consommation d'énergie de la technologie à spectre étalé LoRa, elle est souvent utilisée en combinaison avec des systèmes solaires ou alimentés par batterie. Cela permet aux appareils LoRa de fonctionner pendant une longue période sans remplacement fréquent de la batterie ni alimentation externe, adaptés aux scénarios d'application d'alimentation à distance, en extérieur ou difficiles à obtenir.