LPWAN IoT: ¿Por qué LPWAN es necesaria en el mundo de IoT? ?

It’s becoming harder to see a future without the Internet of Things in our daily lives. Confiamos cada vez más en más objetos habilitados para redes de comunicación, que no solo puede enviar y recibir datos, sino también realizar tareas específicas. Nuestro mundo está lleno de sensores y cámaras LPWAN IoT que transmiten información diversa, desde el nivel de contaminación atmosférica hasta el estado del tráfico hasta la geolocalización de patinetes y bicicletas para uso compartido en calles pobladas.

El hecho de que IoT se esté convirtiendo en una norma en nuestro día a día hace que existan elementos que conducen al crecimiento exponencial de su ecosistema.. En el otro lado, IoT’s network connectivity – a backbone of the Internet of Things – has been mainly stimulated by LPWAN IoT technology. La prevalencia de esta tecnología en el desarrollo de IoT se puede observar principalmente en el sector industrial..

Los informes de mercado predicen que los dispositivos habilitados para IoT aumentarán de 8.6 mil millones a 29.42 mil millones (2019 – 2030), con LPWAN IoT como un importante impulsor de este crecimiento. A recent market report that extensively analyzes LPWAN’s contribution to IoT growth estimates that the fastest-growing IoT communication technology within the next half-decade will be LPWAN. El mismo informe predice que la cantidad de dispositivos IoT que usan LPWAN crecerá 109% cada año, superando mil millones de dispositivos por 2023.

Descripción de las redes de área amplia de baja potencia

Estas son tecnologías de radio que admiten la comunicación inalámbrica a largas distancias.. A diferencia de las tecnologías inalámbricas como Bluetooth y Wi-Fi que transfieren grandes paquetes de datos a distancias cortas, Las LPWAN enviarán paquetes de datos más pequeños pero a mayores distancias.

Hay varias formas de diseñar e implementar LPWAN según la aplicación prevista. Las LPWAN se pueden clasificar en dos categorías: no celular y celular. Las LPWAN celulares utilizan frecuencias con licencia como LTE-M y NB-IoT. En el otro lado, Las LPWAN no celulares funcionan bajo bandas de radio ISM sin licencia como LoRa y Sigfox. Esta diferencia hace que la aplicación final de ambas clases sea bastante diferente..

Ejemplos de las principales tecnologías de IoT LPWAN no celulares

Today’s most commonly used non-cellular protocols are Sigfox and LoRa.

Sigfox utilizó modulación de banda ultra estrecha, cuál es uno de los métodos de transmisión de datos más eficientes. Sin embargo, solo puede enviar pequeñas cargas de datos (tanto como 12 bytes de datos). Dado que el protocolo está instalado en todo el país, Ha sido fundamental en la creación de una amplia cobertura de LPWAN IoT en las principales ciudades de EE. UU. para dispositivos IoT..

Sigfox devices don’t require access points or gateways since Sigfox-enabled devices can easily connect to the cloud through Sigfox towers – just like regular cell towers. Dado que Sigfox tiene una velocidad de datos extremadamente baja, está diseñado para la comunicación en entornos ruidosos y al aire libre. Este protocolo es ideal para dispositivos sensores sencillos que quizás solo necesiten enviar o recibir una pequeña cantidad de mensajes al día., como sistemas de monitoreo de eventos de emergencia y alarmas de seguridad.

LoRa (De largo alcance) utiliza un esquema de modulación de espectro ensanchado chirp para la transferencia de información digital a largas distancias. LoRaWAN, que se basa en LoRa, es un MAC disponible abiertamente (El control de acceso a medios) especificación de capa. Además de transferir cargas de datos más grandes que Sigfox, LoRaWAN también es resistente al desvanecimiento por trayectos múltiples. Requiere más ancho de banda que Sigfox debido a su esquema de modulación, lo que lo hace ideal para soportar una gran cantidad de dispositivos.

Tecnologías de IoT LPWAN no celulares notables

Los otros estándares LPWAN no celulares notables son Weightless e Ingenu. Como protocolo abierto, Weightless es compatible con múltiples bandas sin licencia. SIG ingrávido, los creadores de la red, había diseñado originalmente tres estándares LPWAN diferentes; Ingrávido-N, Ingrávido-W, y ingrávido-P. Cada estándar tiene sus propias características únicas. Sin embargo, la empresa parece haber cambiado todo su enfoque a Weightless-P.

Ingenuo RPMA (Acceso múltiple de fase aleatoria) es el otro estándar. Puede ofrecer soporte a casi 400,000 nodes per “sector’, y todos requieren puntos de acceso mínimos. A diferencia de LoRa y Sigfox, el protocolo utiliza el globalmente aceptado 2.4 Banda ISM de GHz. También admite la transferencia de datos bidireccional en amplias áreas de cobertura. Ingenu gestiona la red de máquinas disponible públicamente, que se utiliza para proporcionar servicios a 30+ Ciudades de EE. UU..

Today’s Leading Cellular LPWAN IoT Technologies

Los operadores de redes celulares han estado evaluando sus tecnologías de red existentes para identificar cómo pueden usarlas para mejorar la funcionalidad de IoT.. Convencionalmente, Las redes celulares se clasificaron como redes de alto mantenimiento y gran consumo de energía.. Hoy dia, Los operadores de telefonía celular han estado sirviendo aplicaciones de banda estrecha a través de estándares celulares preexistentes..

LTE-M (también conocido como LTE Cat-M1) permite que los dispositivos de IoT se conecten directamente a Internet con la ayuda de las redes LTE existentes. La red no solo es menos costosa que las redes celulares tradicionales, pero también es más eficiente energéticamente. It also holds the spot for today’s highest bandwidth LPWAN IoT technology.

IoT de banda estrecha (también conocido como NB-IoT) admite una cobertura de área amplia de bajo costo al tiempo que mantiene tasas de consumo de energía reducidas. NB-IoT evita la superposición con otros protocolos al operar de manera diferente a otros estándares LTE. También requiere su propio ancho de banda dedicado. LTE-M y NB-IoT son productos del proyecto de asociación de tercera generación (3NO IMPORTA) y operar en frecuencias autorizadas.

Qué hace que LPWAN sea ideal para sensores de IoT?

1. Cobertura de área amplia
LPWAN puede permitir la comunicación de dispositivos IoT a largas distancias (3-20 km). Esta es una hazaña impresionante considerando su ya bajo requerimiento de energía.. Sin embargo, la distancia a la que puede comunicarse depende en gran medida de muchos factores. En ciudades densamente construidas, LPWAN puede comunicarse por 2-5 km, teniendo en cuenta que es probable que haya interferencias de edificios y electricidad. Áreas con una línea de visión clara, como asentamientos rurales, puede esperar la transferencia de datos del dispositivo IoT a distancias más grandes (15-30 km).

2. Conectividad directa a la nube
Los protocolos LPWAN aprovechan las sub-GHz frecuencias que se conectan de manera similar a las redes celulares y brindan conectividad de largo alcance. Básicamente, esto implica que es posible colocar estaciones base o pasarelas a kilómetros de distancia entre sí.. Estas puertas de enlace permiten que los dispositivos de IoT se conecten a la nube sin que el usuario tenga que invertir en sus propios enrutadores de corto alcance u operaciones de malla.. En comparación, otros protocolos de corto alcance como Wi-Fi y Zigbee requieren puertas de enlace intermedias para llevar los datos del dispositivo IoT a la nube.

3. Uso de baja energía
La cantidad de datos transmitidos y el modo de transmisión afectan el uso de energía de los dispositivos IoT.. Los dispositivos de IoT que se ejecutan bajo el protocolo LPWAN tienden a usar menos energía en comparación con el resto. Aun mejor, Los dispositivos de IoT que utilizan el protocolo tienden a ponerse en reposo automáticamente cuando no están en uso.. Esto ayuda a preservar la carga, por eso los dispositivos se pueden utilizar durante mucho tiempo (5-10 años).

4. Costos reducidos
El costo total de propiedad de los ecosistemas de IoT que se ejecutan bajo LPWAN es bastante bajo. Dado que el protocolo funciona con poca potencia, solo necesitarás invertir en baterías de bajo costo. Estas baterías tienden a durar más, reduciendo el costo de mantenimiento. También, Se requerirá un número reducido de puertas de enlace para soportar de manera óptima un ecosistema de IoT basado en LPWAN., que reduce los costos de implementación.

Ejemplos de aplicaciones de IoT habilitadas por LPWAN IoT

Las capacidades de bajo consumo y largo alcance de los dispositivos LPWAN IoT los hacen ideales para múltiples aplicaciones. Algunas de sus aplicaciones incluyen:

• Gestión de flotas: Las empresas con flotas grandes a menudo tienen que estar al tanto de su paradero y sus tasas de uso actuales.. Los dispositivos LPWAN IoT LW001-BG Pro pueden ayudar a los administradores de flotas a rastrear la ubicación específica de los activos, identificar las necesidades de mantenimiento, y establecer las mejores prácticas de ahorro de combustible.

• Gestión de flotas: Los dispositivos LPWAN se pueden usar fácilmente para hacer cumplir la seguridad en el lugar de trabajo. Los dispositivos de IoT se pueden etiquetar en activos para identificar dónde están y quién los está usando.. En entornos de trabajo peligrosos, los empleadores pueden ofrecer a los empleados botones de pánico LW004-PB alimentados por LPWAN para facilitar la comunicación en caso de accidentes.

• Agricultura inteligente: Los dispositivos de IoT están definiendo el futuro de la agricultura. Dispositivos IoT LW002-TH Se puede distribuir dentro de granjas e invernaderos para monitorear el medio ambiente.. Sus sensores se pueden programar para poner algunas cosas en movimiento en caso de que la humedad ambiental y la temperatura estén fuera de los niveles recomendados..

• Habilitación de ciudad inteligente: Se supone que las ciudades inteligentes tienen múltiples dispositivos de IoT que pueden comunicarse entre sí, desde conducir autos hasta luces de la ciudad. Los dispositivos LPWAN IoT LW001-BG se pueden lanzar para ayudar con el control inteligente del semáforo, estacionamiento inteligente, y gestión inteligente de residuos, para nombrar algunos casos de uso posibles.

• Automatización del hogar: La gente ha ido adoptando poco a poco la automatización del hogar, desde sistemas inteligentes de vigilancia para el hogar hasta termostatos inteligentes. El enchufe IoT MK103 puede hacer que la vida en casa sea más fácil gracias a los dispositivos interconectados. Por ejemplo, puede apagar la iluminación de su hogar de forma remota, controlar las temperaturas, y configura tu sistema de seguridad. Esta combinación de funcionalidades hace que los hogares sean seguros, cómodo, y conveniente para vivir.

• Fábrica conectada a IoT: Las empresas también pueden utilizar LW001-BG Pro para rastrear y administrar dispositivos de IoT industriales. Los dispositivos ayudarán a los usuarios a acceder a datos de métricas clave, como la eficiencia del equipo y los datos de telemetría. Puede utilizar esta información para el mantenimiento preventivo del equipo., mejorar la seguridad y la protección, y mejorar la eficiencia de la fábrica, todo lo cual se puede hacer de forma remota.

• Conectando los sistemas de salud: Los dispositivos LPWAN IoT han revolucionado la facilidad con la que los profesionales médicos pueden rastrear la salud del paciente de forma remota, especialmente durante la pandemia. Los pacientes pueden usar LW004-CT para facilitar el control de la salud. En caso de alguna anomalía, los dispositivos enviarán una alarma al respectivo profesional médico para que actúe. También facilita el seguimiento de los signos vitales de salud de las personas con afecciones críticas..

IoT está creando un futuro mejor

Los dispositivos de IoT están definiendo el futuro de la comunicación y la automatización. Con tecnologías como LPWAN, no se sabe hasta dónde pueden llevarnos estos dispositivos. Implemente dispositivos LPWAN IoT en su vida o negocio hoy para disfrutar de los beneficios que tienen para ofrecer.