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LoRaWAN es un protocolo de conectividad inalámbrico que está revolucionando la Industria 4.0 por su largo alcance y su bajo consumo energético.
La búsqueda de soluciones tecnológicas que den respuesta a los nuevos retos que aparecen día a día en un mundo cada vez más interconectado es una constante en la actualidad. El protocolo de conexión LoRaWAN es una de esas soluciones que la Industria 4.0 ha adoptado para sí.
Para entender qué es LoRaWAN conviene desglosar los vocablos que conforman su nombre:
- En primer lugar, se encuentra el término LoRa formado por las palabras Long Range, o largo alcance en español, que hace referencia a una tecnología de comunicación inalámbrica que posee amplia extensión.
- Por otra parte, WAN es un acrónimo formado por las palabras Wide Area Network, o red de área amplia, que hace referencia a la capacidad que tiene esta tecnología para conectar dispositivos a lo largo de una vasta área geográfica.
Una vez analizados los conceptos que forman su nombre, podemos detallar que LoRaWAN es un protocolo de comunicación sin cables de largo alcance que ha sido diseñado para conectar dispositivos de baja potencia a través de redes de área amplia.
Las aplicaciones de LoRaWAN son múltiples, pero está especialmente indicado para transmitir datos de poca velocidad y bajo consumo energético, convirtiéndose en una opción muy atractiva para una amplia variedad de aplicaciones en la Industria 4.0.
Ventajas de usar LoRaWAN
Estos son algunos de los principales beneficios que aporta LoRaWAN:
- Largo alcance. Cuando se dan las condiciones ideales, puede comunicarse a distancias de varios kilómetros, lo que resulta de gran utilidad para aplicaciones que requieren cobertura en áreas extensas.
- Bajo consumo energético. Los dispositivos que emplean LoRaWAN pueden funcionar con baterías durante largos períodos de tiempo, minimizando así la necesidad de reemplazarlas con frecuencia.
- Conectividad en áreas remotas. Proporciona conectividad en lugares donde otras tecnologías de comunicación pueden ser ineficaces o costosas.
Este protocolo cuenta con aplicaciones en una amplia gama de industrias y entornos. Estos son los principales usos de LoRaWAN:
- Monitorización de activos en fábricas.
- Dirección de la cadena de frío en la industria alimentaria.
- Manejo de la agricultura inteligente.
- Gestión de residuos.
- Seguridad y control de acceso en entornos industriales.
- Mantenimiento predictivo de equipos.
Su capacidad para proporcionar conectividad de largo alcance y bajo consumo energético lo hacen idóneo para la optimización de procesos, el ahorro de costos y la mejora de la eficiencia en diversos sectores.
¿Cómo funciona LoRaWAN?
La conexión entre sí de diferentes objetos es algo cotidiano en nuestro día a día y para hacerlo posible existen toda una serie de protocolos como 2G, 3G, 4G, 5G, WiFi, Bluetooth, LTE, SigFox y LoRaWAN.
Esta última tecnología puede adaptarse y dar respuesta a infinidad de situaciones en las que las redes móviles y WiFi no pueden dar una solución idónea. De esta forma, LoRaWAN es la solución más apropiada para los proyectos IoT (Internet of Things), que precisan de un bajo consumo de batería y del envío de pocos datos. IoT y LoRaWAN van por lo tanto de la mano.
Para entender cómo funciona LoRaWAN, es preciso tener en cuenta que está basado en dos componentes principales:
- Los nodos finales (dispositivos que envían datos). Envían datos a través de la modulación de espectro ensanchado LoRa, que es la tecnología de modulación inalámbrica utilizada para la comunicación a larga distancia.
- Las estaciones base (gateways que actúan como puntos de acceso a la red). Reciben los datos de los nodos finales y los retransmiten a una red central, que luego dirige los datos al servidor de aplicación correspondiente. La red central también administra la seguridad y la calidad de servicio, lo que garantiza la integridad de la comunicación.
Una de las características notables de LoRaWAN es su capacidad de operar en diferentes clases de dispositivos:
- Clase A. Principalmente mecanismos de un solo sentido, lo que significa que pueden transmitir datos hacia la red central y recibir confirmaciones, pero solo pueden recibir datos de la red en momentos específicos. Se trata de dispositivos alimentados por una batería.
- Clase B. Tienen una programación con un horario específico en el que pueden conectarse a la red central, lo que mejora la eficiencia energética en comparación con la Clase A.
- Clase C. Cuentan con la capacidad de poder recibir datos de la red central en cualquier momento. Esto los convierte en dispositivos más adecuados para aplicaciones que necesitan comunicación bidireccional.
La información que los nodos transmiten es recibida en muchas estaciones base diferentes, que vuelven a enviar esos datos a un servidor central de red para que los agrupe en paquetes.
Diferencias entre LoRa y LoRaWAN
Es común confundir LoRa y LoRaWAN, pero se trata de dos tecnologías distintas. Estas son sus principales diferencias:
- LoRa es la capa física de la comunicación, es decir, la tecnología inalámbrica que hace posible la comunicación de largo alcance, mientras que LoRaWAN es el protocolo de comunicación de más alto nivel que utiliza LoRa como base.
- LoRa es la tecnología principal que permite la comunicación inalámbrica de largo alcance, pero no se encarga de la gestión de la red ni de la seguridad de los datos. LoRaWAN es la que aporta una infraestructura completa para la conectividad de dispositivos, incluyendo gestión de red y seguridad.
- Otra diferencia importante se encuentra en que LoRa es una tecnología propia desarrollada por Semtech, mientras que la especificación LoRaWAN es un protocolo de red de baja potencia y área extensa diseñado para conectar objetos de manera inalámbrica y que está respaldado por la LoRa Alliance, una organización que promueve la adopción de LoRaWAN.
Aplicaciones de LoRaWAN para IoT y la industria 4.0
Los proyectos que forman parte del denominado IoT y de la Industria 4.0 precisan de una potente tecnología de comunicación capaz de conectar entre sí todos los dispositivos necesarios para recopilar y enviar los datos que luego serán tratados y analizados. En este contexto, LoRaWAN se ha erigido en la herramienta idónea para estas labores.
Algunos ejemplos de cómo se aplica LoRaWAN en la Industria 4.0 y en general para el IoT:
- Monitorización de activos. Las fábricas y almacenes pueden utilizar LoRaWAN para rastrear activos, equipos y productos en tiempo real, lo que mejora la gestión de inventario y la eficiencia operativa.
- Preservación de la cadena de frío. En los procesos de la industria alimentaria y farmacéutica, es fundamental mantener la temperatura controlada en todo momento. LoRaWAN se utiliza para supervisar la temperatura y garantizar el cumplimiento de los estándares de calidad.
- Agricultura inteligente. Este campo se beneficia de la tecnología LoRaWAN para el seguimiento de la humedad del suelo, la calidad del aire o la gestión de riego, lo que optimiza la producción y reduce el consumo de recursos.
- Gestión de residuos. La recogida eficiente de residuos y la optimización de rutas son posibles gracias a LoRaWAN, lo que ahorra tiempo y recursos.
- Seguridad y control de acceso. En entornos industriales, es crucial mantener la seguridad. LoRaWAN se utiliza para sistemas de control de acceso y sistemas de alarma.
- Mantenimiento predictivo. La monitorización constante de equipos permite identificar problemas antes de que se conviertan en fallas costosas, lo que ahorra tiempo y dinero.
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LoRaWAN es un protocolo de comunicación inalámbrica que ha revolucionado la forma en que los dispositivos de baja potencia se conectan en la Industria 4.0 y en diversas aplicaciones para hacer posible el Internet de las Cosas.
