Il LoRaWAN sta emergendo come un protocollo sempre più rilevante per le applicazioni IoT, soprattutto quando si tratta di comunicazioni a lunga distanza. La sua flessibilità lo rende ideale anche per l’ambito industriale, offrendo un metodo efficace per l’installazione di sensori e attuatori con un approccio estremamente moderno.
In questo articolo, esploreremo cos’è esattamente il protocollo LoRaWAN, e analizzeremo come può essere integrato nei sistemi di automazione industriale per migliorare l’efficienza e ottimizzare i processi.
Che cos’è LoRaWAN?
Se stai esplorando il mondo dell’IoT (Internet of Things), è probabile che tu abbia sentito parlare di LoRaWAN. Ma cosa significa esattamente?
In parole semplici, LoRaWAN è un tipo di tecnologia di comunicazione progettata per dispositivi che devono scambiare dati a lunga distanza. LoRa sta per “Long Range” (lunga distanza), mentre WAN sta per “Wide Area Network” (rete a larga area).
Ora, lascia che ti spieghi un po’ di più su come funziona. LoRaWAN sfrutta delle onde radio per consentire ai dispositivi di comunicare tra loro e con una stazione base, che a sua volta si collega ad internet. Questo permette ai dispositivi di inviare dati anche se sono situati a chilometri di distanza dalla stazione base.
La bellezza di LoRaWAN sta nella sua efficienza energetica e nella sua capacità di penetrare attraverso ostacoli come muri o edifici, rendendolo ideale per l’uso in ambienti urbani o industriali.
In breve, LoRaWAN è una tecnologia che apre la porta a una vasta gamma di possibilità nell’IoT, consentendo ai dispositivi di comunicare tra loro in modo efficiente e affidabile su lunghe distanze.
IoT e industria 4.0
Nell’ambito dell’Industria 4.0, l’IoT (Internet of Things) assume un ruolo fondamentale rivoluzionando i processi industriali. Grazie alla capacità di connettere una vasta gamma di dispositivi e sensori alla rete internet, l’IoT consente di raccogliere e analizzare enormi quantità di dati in tempo reale. Questi dati permettono alle aziende di ottenere una visione più approfondita delle proprie operazioni, ottimizzare la produzione, ridurre i costi e migliorare l’efficienza complessiva. L’IoT nell’Industria 4.0 trasforma le fabbriche in ambienti altamente intelligenti e interconnessi, dove macchine, sistemi e persone possono comunicare e collaborare in modo più efficace che mai.
Gateway LoRa: che cos’è?
Il gateway LoRa rappresenta un elemento imprescindibile all’interno di un sistema LoRaWAN. Questo dispositivo si occupa di ricevere i dati provenienti dai sensori e di inviarli al broker MQTT. All’interno di un’azienda, è comune trovare diversi gateway LoRa per garantire una copertura uniforme degli stabilimenti.
Il broker MQTT facilita lo scambio di dati tra i sistemi informatici, i PLC e gli HMI. Questo permette a tutti questi dispositivi di utilizzare i dati rilevati come se fossero provenienti da sensori collegati a bus tradizionali come RS485 o RS232.
Attraverso la pubblicazione dei comandi sul broker MQTT, è possibile inviare istruzioni a tutti i dispositivi LoRa, come ad esempio l’attivazione di un relè o l’invio di nuovi parametri di configurazione come il tempo di invio dei dati misurati.
Nel contesto della tecnologia LoRa, anche Mikrotik offre un valido supporto. Mikrotik realizza gateway LoRa di alta qualità che vengono regolarmente impiegati nei nostri progetti. Questi dispositivi possono essere collegati tramite Wi-Fi, Ethernet o LTE, rendendo possibile la loro installazione in qualsiasi ambiente.
Uno dei gateway LoRa Mikrotik più utilizzati è senza dubbio il Mikrotik wAP LR8 kit, una soluzione plug-and-play per la tecnologia LoRa che opera nel range 863-870 MHz. Per ottimizzare le prestazioni, di solito aggiungiamo l’antenna Mikrotik 868 Omni antenna, un’antenna omnidirezionale con un guadagno di 6.5dBi e certificazione IP66, ideale per qualsiasi tipo di ambiente.
LoRaWAN nell’automazione industriale
MQTT nell’Industria 4.0: che cos’è il protocollo di comunicazione essenziale
MQTT, acronimo di Message Queuing Telemetry Transport, è una tecnologia di comunicazione fondamentale nell’ambito dell’Industria 4.0. Si tratta di un protocollo di messaggistica leggero e efficiente, progettato per facilitare lo scambio di dati tra dispositivi IoT, sistemi informatici e macchinari industriali. Grazie alla sua natura scalabile e alla capacità di gestire grandi volumi di dati in tempo reale, MQTT gioca un ruolo chiave nell’ottimizzazione dei processi produttivi, consentendo una comunicazione affidabile e tempestiva tra tutte le componenti di un impianto industriale. La sua adozione nell’Industria 4.0 contribuisce significativamente all’aumento dell’efficienza operativa e alla realizzazione di una produzione più intelligente e automatizzata.
Comunicazione tra dispositivi LoRaWAN e PCL/HMI
Sfruttando il protocollo MQTT, moderni PLC e HMI possono agevolmente scambiare dati e comandi con i dispositivi LoRaWAN, potenziando così l’interconnessione nell’ambito dell’Industria 4.0.
L’ecosistema dei dispositivi LoRaWAN è estremamente variegato e include sensori di temperatura e umidità, sensori di luminosità, contatti magnetici, interfacce RS485, moduli relè, sensori di livello a laser o ultrasuoni, oltre alla possibilità di creare dispositivi personalizzati su misura.
In questo scenario, lavorare con gli HMI e i Gateways del marchio Weintek rappresenta un’esperienza vantaggiosa, grazie alla piena compatibilità con il protocollo MQTT e il supporto dei templates JSON personalizzati. Questa sinergia facilita l’implementazione di soluzioni di comunicazione avanzate e affidabili.
Segue uno schema che illustra il processo di comunicazione tra i suddetti dispositivi, evidenziando l’efficacia della connessione MQTT nel coordinare l’interazione tra i componenti dell’ecosistema industriale.
Il LoRaWAN network server Chirpstack
ChirpStack rappresenta una soluzione fondamentale per la gestione e l’orchestrazione delle reti LoRaWAN. Questa piattaforma offre un’infrastruttura scalabile e affidabile per la gestione dei dispositivi e la raccolta dei dati nell’ambito dell’IoT. Grazie alla sua architettura modulare e alle funzionalità avanzate, ChirpStack consente alle aziende di implementare e gestire reti LoRaWAN in modo efficiente, garantendo al contempo la sicurezza e l’integrità dei dati. Con ChirpStack, le aziende possono ottenere una visibilità completa sulle loro reti LoRaWAN e massimizzare il valore dei loro investimenti nell’IoT.
Conclusioni
In conclusione, l’implementazione del LoRaWAN nell’ambito industriale rappresenta un passo fondamentale verso la creazione di sistemi intelligenti e interconnessi. Attraverso l’utilizzo di tecnologie all’avanguardia come Mikrotik, ChirpStack e Weintek, le aziende possono ottimizzare i propri processi produttivi, migliorare l’efficienza operativa e ridurre i costi. Mikrotik offre gateway LoRa di alta qualità, garantendo una connettività affidabile e robusta. ChirpStack fornisce una piattaforma completa per la gestione e l’orchestrazione delle reti LoRaWAN, assicurando la sicurezza e l’integrità dei dati. Infine, Weintek offre HMI e gateways compatibili con il protocollo MQTT, semplificando l’implementazione e la gestione dei dispositivi LoRaWAN. Insieme, queste tecnologie consentono alle aziende di raggiungere livelli di efficienza e produttività senza precedenti, preparandole per un futuro sempre più orientato all’IoT e all’Industria 4.0.
Gianmarco Bonan