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La tecnologia LoRa e il protocollo LoRaWAN per l’IOT

Cos’è la tecnologia LoRa e perché si sta affermando come standard per alcuni tipi di soluzioni IoT? quali vantaggi offre non solo a chi sviluppa questo particolare tipo di soluzioni ma soprattutto ai privati e alle aziende che hanno deciso d’investire in questo nuovo, promettente settore?

Tecnologia LoRa e protocollo LoRaWAN: un distinguo

Quando parliamo di applicazioni IoT di un certo tipo, ed in particolare di applicazioni di scala medio-ampia, il nome forse più citato è quello della cosidetta tecnologia LoRa insieme a quello spesso ( con con essa spesso confuso), dello specifico protocollo LoRaWAN.
Vediamo in dettaglio di cosa si tratta: cos'è LoRA, cosa invece è LoRaWAN e in che modo vengono utilizzati all'interno di determinate soluzioni IoT.

LoRa è una tecnologia di trasmissione punto-punto, il cui aspetto innovativo è la particolare codifica radio (brevettata dai taiwanesi di Semtech) usata per la trasmissione, che a fronte di una banda particolarmente ridotta (poche centinaia di bps) permette di trasmettere consumando molta meno energia rispetto a tecnologie concorrenti in condizioni analoghe.

Ad oggi quindi LoRa offre il grande beneficio di offrire il giusto mix tra potenza, sicurezza di trasmissione e basso consumo energetico: pensiamo solo che, laddove applicata in serie, la tecnologia LoRa riesce a garantire una copertura senz’altro maggiore rispetto a qualunque rete cellulare attualmente esistente.

LoRaWAN è invece una specifica standardizzata (non l'unica possibile, ma la più diffusa ed importante dato che tra i backer ha Semtech stessa, naturalmente propensa a commercializzare il proprio hardware radio) di come un insieme di radio LoRa possono essere organizzate per costruire una struttura con dei servizi di controllo ed indirizzamento che consentono di progettarvi sopra una "rete" d'infrastruttura.

LoRaWAN si rivela particolarmente adatta ad un certo tipo di IoT, in particolare ad un'applicazione che richieda scala medio-ampia (ordine di grandezza da centinaia di metri a qualche km, con focus prevalente sull'uplink (trasmissione in direzione sensori->infrastruttura) periodico di piccole quantità di dati a bassa velocità (centinaia di bit/s).

Si rivela invece meno adatta ad applicazioni data-intensive, o bidirezionali, magari con vincoli di interattività realtime, su scala ridotta, con nodi connessi ad una rete di alimentazione:  un tipico esempio è quello della l'home automation o domotica.
 

Caratteristiche e vantaggi offerti da LoRaWAN

LoraWAN è stato sviluppato dalla LoRa Alliance come protocollo specifico per la tecnologia LoRa dalla LoRa Alliance, l’organizzazione no-profit fondata nel Marzo 2015 allo scopo di diffondere, condividere e promuovere la tecnologia LoRa e del relativo protocollo come standard mondiale per la sicurezza nella costruzione delle reti IoT.

Gli obiettivi comuni nella crescita e diffusione di questa tecnologia sono lo sviluppo di rete a lungo raggio e basso consumo.
Vediamone più dettagliatamente le caratteristiche principali.
 

Basso costo - il protocollo LoRaWAN è stato appositamente progettato per funzionare a bassa potenza, con una durata media delle batterie dei sensori di diversi anni (fino a 20!) con spese di mantenimento estremamente contenute.

Portata - la rete LoRaWAN è progettata per operare su lunghe distanze, con un range che può giungere fino a 50 km nelle zone extraurbane: dato fondamentale non tanto in termini assoluti, quanto in relazione al bassissimo consumo di energia necessaria parriungere tali distanze - questa sì, una novità sostanziale.
 
Sicurezza – garantita dalla trasmissione in modialità crittografata end-to-end per garantire privacy e protezione da accessi non autorizzati.

Standard - il protocollo è interoperabile a più livelli: tra le applicazioni, gli operatori IoT e quelli di telecomunicazioni.

Insomma la tecnologia LoRa col suo protocollo LoRaWAN offre attualmente a sviluppatori ed investitori una via ormai ben tracciata per la progettazione e lo sviluppo d'installazioni IoT su scala medio-ampia: i costi operativi di sensori e gateway sono ancora piuttosto bassi e la costruzione d’infrastrutture di rete non prevede al momento il pagamento di licenze.

Teniamo inoltre presente che si sta venendo a formare una comunità di sviluppo ed una rete di risorse non indifferente che, come già successo per la diffusione di precedenti tecnologie e soluzioni, rappresenta un vero punto di riferimento e affidabilità crescente per chi decide d’investire in questa tecnologia come abbiamo ormai da diverso tempo fatto in SAEP ICT.

I dati dell’IoT nel 2017

Come già anticipavamo nell’articolo dedicato ai nuovi scenari introdotti dall’avvento dell’IoT, le potenzialità legate a questa nuove tecnologie sono enormi e davvero trasversali, tali da investire nei prossimi anni ogni aspetto del nostro quotidiano: dal monitoraggio del traffico e alla geolocalizzazione dei veicoli a quello della qualità dell’aria, dal controllo dei consumi energetici alla gestione da remoto di qualsivoglia dispositivo o al controllo di parametri sanitari come battito cardiaco o pressione arteriosa.

E’ stato calcolato che di qui al 2020 gli oggetti connessi saranno tra i 25 e i 50 miliardi nel mondo.
Una sfida grande ed una responsabilità, ma anche un’opportunità non indifferente, se teniamo conto dei dati emersi da una recente indagine dell’Osservatorio per la Digital Innovation del Politecnico di Milano: il mercato IoT ha registrato 3,7 miliardi nel solo 2017 nel nostro paese,  registrando un incremento del 32% rispetto a soli due anni fa.
 

Gli scenari di applicazione della tecnologia IoT

Pare quindi che sempre di più e sempre più facilmente saremo destinati a condividere ingenti quantità d’informazioni usufruendo d’infrastrutture e servizi digitali decisamente più potenti degli attuali: pensiamo agli scenari possibili nelle nuove smart cities e a quelli delle nuove industrie "connesse". 

Nuove -sottolineiamo- non tanto nel "contenuto", quanto nelle nuove potenzialità tecnologiche che l'IoT sta mettendo loro a disposizione.
Pensiamo ad esempio ad uno dei progetti che ci hanno visto direttamente coinvolti: l'applicazione della tecnologia IoT ad un campo di pannelli solari ha aperto la possibilità di monitorare i livelli ed di produzione di energia ad un livello di dettaglio che anni fa non sarebbe stato pensabile, quantomeno non ad un costo ragionevolmente sostenibile.

L’IoT insomma unisce un potenziamento delle capacità tecnologiche degli oggetti con cui interagiamo quotidianamente al vantaggio di costi tutto sommato ragionevoli per ottenere tali prestazioni: benefici sociali ed economici quindi, ma anche responsabilità nelle scelte tecnologiche che indirizzeranno l’andamento del mercato del futuro.

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