Quel que soit son secteur d’activité, la sécurité des travailleurs doit rester la priorité de l’entreprise. La mise en place d’outils efficaces de prévention et de surveillance des machines, des équipements, de l’environnement et de la santé des travailleurs est donc un enjeu majeur. La technologie LoRaWAN permet d’interconnecter des objets intelligents au sein d’un réseau. Parmi les équipements LoRaWAN, la passerelle, ou “gateway” se distingue des autres car elle est l’élément clé du réseau. Voyons comment fonctionne la passerelle LoRaWAN et ce qu’elle apporte concrètement à l’installation.
Le réseau LoRaWAN
LoRaWAN signifie “Long Range Wide Area Network”. Il s’agit d’un protocole de communication par ondes radio basé sur la technologie de modulation LoRa. Il permet de mettre en place un réseau étendu à longue portée. Les équipements connectés, généralement appelés nœuds ou capteurs, communiquent sans fil. Peu consommateurs, ils constituent ce que l’on appelle un réseau basse consommation (LPWAN).
LoRaWAN permet d’échanger entre différents nœuds un faible volume d’informations avec un faible débit. Il est possible de créer un réseau privé, c’est à dire indépendant des opérateurs. On peut ainsi couvrir toute une zone, immeuble, usine, entrepôt en circuit fermé, avec un réseau sécurisé.
Le protocole LoRaWAN va permettre de configurer un certain nombre de paramètres de fonctionnement du réseau. La fréquence utilisée, la puissance, le facteur d’étalement ou encore le débit sont déterminés en amont et transmis aux nœuds via la passerelle.
Il est important de noter que l’intégralité des données transitant sur le réseau est chiffrée et sécurisée.
Pour communiquer entre eux sur une longue distance, les différents dispositifs connectés au réseau vont utiliser des passerelles LoRaWAN.
Quel est le rôle de la passerelle LoRaWAN ?
La passerelle LoRaWAN, aussi appelée “gateway”, est au cœur du réseau. C’est elle qui assure le lien entre les appareils connectés ou nœuds et les serveurs applicatifs.
Lorsqu’un nœud émet un message, il est capté par la passerelle qui le transmet ensuite au serveur pour traitement. On peut ainsi imaginer un capteur chargé de mesurer la quantité de CO2 présente dans une pièce. A intervalle régulier, il envoie sa mesure à la passerelle à laquelle il est connecté sur le réseau. Cette même passerelle va ensuite transmettre l’information au serveur. L’application présente sur le serveur va enregistrer et analyser la valeur reçue et déterminer s’il est nécessaire de remonter une alerte.
Si un nœud est configuré pour, il pourra également recevoir des données provenant de la passerelle. Si une anomale a été détectée lors du dernier message envoyé, la passerelle pourra par exemple demander une nouvelle mesure au capteur sans attendre que le temps normal entre deux transmissions soit écoulé.
Pourquoi utiliser plusieurs passerelles LoRaWAN sur le même réseau ?
Il est tout à fait possible de connecter plusieurs passerelles LoRaWAN sur un réseau.
L’objectif est alors d’améliorer la couverture du réseau et d’augmenter la fiabilité de la transmission des données.
Si un capteur connecté est à portée de plusieurs passerelles, il sera en mesure d’envoyer un message à chacune d’elles en utilisant des fréquences différentes. Dans des conditions difficiles ou dans un environnement hostile, les chances qu’au moins une des passerelles capte le message et le retransmette au serveur sont ainsi grandement améliorées. De la même façon, si l’une des passerelles est défaillante ou perd sa connexion, le réseau n’est pas interrompu et le système peut continuer de fonctionner. C’est ce que l’on appelle un réseau en “étoile”. Si l’un des éléments est défectueux, un autre peut prendre le relais et assurer une continuité de service.
Avantages de la passerelle LoRaWAN
La passerelle LoRaWAN présente de nombreux avantages par rapport à une solution de communication sans fil plus classique :
- Longue portée : dans une zone dégagée, la portée du réseau peut être de plusieurs kilomètres. En zone urbaine, elle reste tout à fait honorable malgré les nombreux obstacles environnants.
- Efficace même dans les bâtiments : l’utilisation de signaux à large bande assure une bonne pénétration dans les bâtiments. Le réseau reste donc parfaitement opérationnel même dans les caves ou les sous-sols.
- Connexion d’un grand nombre de nœuds : en fonction de la fréquence et du débit configurés, il est possible de connecter plusieurs milliers de dispositifs sur une même gateway.
- Facile à installer et à configurer : le réseau utilise des fréquences libres, aucune licence ou abonnement n’est nécessaire pour le mettre en place.
Inconvénients de la passerelle LoRaWAN
L’utilisation de la passerelle LoRaWAN présente tout de même quelques inconvénients :
- Faible débit : compris entre 0,3 et 50 Kbps, il ne permet pas le transfert d’un volume important de données (vidéo surveillance par exemple) ni une transmission en temps réel.
- Interférences possibles : étant donnée l’utilisation de bandes de fréquences libres, le réseau peut être parasité par d’autres réseaux LoRaWAN par exemple. Il est important de faire des tests et de bien vérifier les fréquences choisies afin d’optimiser les performances du réseau.
Quelle utilisation pour la passerelle LoRaWAN ?
La passerelle LoRaWAN a de nombreuses applications, notamment pour assurer la sécurité des travailleurs.
Surveillance de l’environnement des travailleurs
De nombreux capteurs peuvent être installés dans l’environnement de travail. Il est ainsi possible de mesurer la température, la qualité de l’air, le niveau sonore ou encore le niveau de radiation d’une zone. Ces capteurs, connectés à une ou plusieurs passerelles LoRaWAN, vont permettre de détecter, même sur une zone étendue, tout dépassement des seuils réglementaires ou toute situation pouvant devenir dangereuse pour les travailleurs présents.
Surveillances des équipements
Afin de prévenir les accidents et d’optimiser la maintenance des machines, des capteurs intégrés peuvent envoyer des informations régulièrement au serveur via la passerelle. Il est ainsi plus facile de détecter les éventuels problèmes et les pannes. Une maintenance préventive efficace peut être mise en place et les risques peuvent être anticipés et réduit. La sécurité des travailleurs est ainsi améliorée.
Suivi des travailleurs
Il est important de pouvoir localiser rapidement et précisément les travailleurs qui interviennent dans des endroits isolés ou dans un environnement dangereux. Il est possible d’équiper ces zones de capteurs pouvant indiquer à intervalle régulier la présence d’un travailleur. Mieux encore, en équipant le travailleur d’un capteur LoRaWAN, il est possible de le localiser à tout moment, mais aussi de s’assurer qu’il va bien ou d’envoyer une alerte si un problème est détecté.
Pour conclure sur la passerelle LoRaWAN
La passerelle LoRaWAN ou gateway est au cœur du réseau LoRaWAN. Elle permet aux différents objets connectés de communiquer avec le serveur d’application. En associant plusieurs passerelles LoRaWAN au sein d’un même réseau, il est possible d’en accroître la portée, la couverture, mais aussi la fiabilité.
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