Le système de transmission LoRa
publication: 12 janvier 2022 / mis à jour 15 janvier 2022
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LoRa est une technologie de communication qui utilise un réseau étendu à faible consommation. LoRa permet de connecter sans fil des appareils et des passerelles.
Ce standard ne nécessite encore aucun abonnement. Il offre la communication de pair à pair.
LoRa, WiFi et Bluetooth sont complémentaires et ne se recoupent pas. Comparé au Wi-Fi et au Bluetooth qui offrent une très courte portée, LoRa bénéficie d'une bande passante très étroite. Les passerelles ou les concentrateurs sont utilisés à peine 1% du temps par les dispositifs connectés. Ce qui réduit considérablement la bande passante. Le trafic est lent et unidirectionnel entre les capteurs et la passerelle. LoRa est le meilleur moyen pour communiquer sur plusieurs kilomètres, avec très peu de puissance et de manière très simple!
Câblage du transmetteur LoRa REYAX LR890
Le transmetteur est raccordé à la carte ESP32 comme ceci:
ATTENTION: vérifiez la position des pins G16 et G17 sur votre carte ESP32 qui peut être différente selon votre version de carte ESP32.
Le transmetteur LoRa pour ESP32
Le module REYAX LR890 coûte environ 15€. Il pèse 7 grammes.
La consommation, en émission, est de 43 mA (3,3V). En réception, elle est de 16,5 mA et peut descendre à 0,5 mA en mode SLEEP.
Pour assurer une transmission point à point, il faut deux modules LoRa.
Chaque module est émetteur et récepteur.
La carte ESP32 communique via son port série avec le module LoRa.
Toutes les transmissions sont traitées au travers des commandes AT. Exemple:
AT+SEND=50,5,HELLO
Cette chaîne est transmise par la carte ESP32 au module de transmission LoRa:
- le module LoRa passe en mode émission et transmet cette chaîne de caractères
- immédiatement après la transmission, le module LoRa repasse en mode réception
- le module LoRa distant reçoit la chaîne de caractères.
- le module LoRa distant peut acquiter cette réception par +OK
Un module LoRa peut communiquer avec une passerelle LoRaWan. C'est en général un boitier connecté à un routeur par liaison Ethernet. Il est donc possible d'avoir une application web qui communique avec un ou plusieurs modules LoRa.
Sécurité des transmission LoRa
Un même module LoRa peut communiquer avec plusieurs modules LoRa distants.
Ces modules LoRa doivent être différenciés par leur NETWORKID. L'émetteur et le récepteur doivent avoir le même NETWORKID.
Ensuite, chaque module reçoit une ADDRESS, par défaut 0. Cette adresse est comprise entre 0..65535.
Enfin, la transmission peut être cryptée par clé AES de 32 caractères. Les modules LoRa émetteur et récepteur doivent avoir la même clé AES. Si un module reçoit un message crypté avec une clé AES inconnue, il ignorera le message.
Et pour terminer, chaque module se voit attribuer une fréquence de transmission. Les modules émetteurs et récepteurs doivent travailler sur la même fréquence.
Exemple de sélection de fréquence 868.5 Mhz.
Nécessite Gestion de chaînes de caractères pour ESP32Forth
\ select frequency 865.5 Mhz for LoRa transmission 32 string AT_BAND s" AT+BAND=868500000" AT_BAND $! \ set frequency at 868.5 Mhz $0a AT_BAND c+$! $0d AT_BAND c+$! \ add CR LF code at end of command AT_BAND Serial2.write drop
Sur une même fréquence, on peut gérer un parc de 65535 modules LoRa, chaque module ayant son adresse. Si on transmet avec l'adresse 0, on s'adressera à tous les modules LoRa.
Si on rajoute la clé de cryptage AES, ce seront des centaine de milliers de modules LoRa qui peuvent cohabiter dans un rayon de quelques kilomètres!
La portée des modules peut être augmentée en modifiant la puissance d'émission. On peut aussi agir sur l'antenne de réception. Avec une antenne directionnelle, on peut atteindre 20 à 30 kilomètres de portée...
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