Conectar un sensor LoRaWAN desde cero

En este artículo os quisiera explicar mi experiencia conectando un sensor de nivel y temperatura LoRaWAN de Decentlab, como paso previo a la instalación de más sensores de presión, nivel y ambientales a la red LoRa.

Hasta hace pocas semanas, mi conocimiento de LoRa y LoRaWAN era nulo y cuando decidí analizar esta tecnología lo hice planteándome un doble reto:

• Comprobar personalmente que lo que anunciaba Decentlab acerca de que para conectar un sensor no era necesario ninguna noción previa, era cierto.

• Comprobar que gracias a su largo alcance y bajo consumo, LoRa era una tecnología barata y fácil de implementar en todo tipo de sensores.

Estas reflexiones son fruto de mi aprendizaje y formación en este entorno tecnológico.

OTAA (Over-The-Air-Activation)

El modo OTAA (Over-The-Air-Activation) es el sistema que utiliza Decentlab, por lo que he podido conocer, es la manera más segura de conectarse a la red.

La principal ventaja de la conexión tipo OTAA es la seguridad ya que la sesión “se crea en el aire” y se renueva cada vez que el dispositivo pierde la conexión, es apagado o reiniciado. Ésto dificulta que alguien pueda robar la sesión y clonar el dispositivo.

Redes LoRaWAN

Lo primero que hay que aclarar es que LoRa y LoRaWAN no son lo mismo. LoRa es el tipo de modulación en radiofrecuencia patentado por Semtech, mientras que LoRaWAN es un protocolo de red que usa la tecnología LoRa para comunicar y administrar dispositivos LoRa. Se compone de dos partes principalmente: gateways (pasarelas) y nodos (sensores). Los primeros son los encargados de recibir y enviar información a los nodos y los segundos, son los dispositivos finales que envían y reciben información hacia el gateway.

El esquema básico podría ser el siguiente:

Conectarse a una Red LoRa

Para conectarse a una red LoRa hay dos opciones:

• Abonarse a un servicio privado como los que suministran las operadoras de telecomunicaciones convencionales (Movistar, Vodafone, etc.) o empresas como Loriot, Actility o Kerlink (que ofrecen servicios de IoT).
• Bien conectarse a una red pública, como The Things Network (TTN).

Me decidí por The Things Network (TTN) porque parte del principio de neutralidad, porque la red es libre y abierta y porque está gestionada por la propia comunidad TTN y, por supuesto, facilita la gobernanza de los datos generados desde los nodos.

El concepto de gobernanza es muy importante para soluciones de Smart City pues los datos deben ser propiedad de los ciudadanos y no de las empresas que implementan las soluciones tecnológicas. Y puedes aportar tu granito de arena a la comunidad, añadiendo un gateway a la red de tu población. Accede a su web y mira si en tu localidad hay algún gateway.

Como parte de mi proceso de aprendizaje, quise ir un paso más allá y adquirí un gateway modelo TTN-GW-868MHz (287 €), para crear mi propia red dentro de TTN. Para aplicaciones de más largo alcance, hay gateways externos (Lorix One, Kerlink Wirstation 868, etc.)

Al igual que en una red wifi, el router se encarga de recibir y enviar a internet la información de nuestros ordenadores y viceversa. Cuando recibe información desde internet, el gateway se encarga de comunicarse de forma bidireccional vía LoRa con los nodos (sensores).

La instalación fue muy simple (10 minutos), ya que conecté el gateway a mi router por wifi (también se puede conectar vía Ethernet), siguiendo los pasos de activación que me indicaba TTN (previamente tienes que crear una cuenta aquí).

Una vez activadas la cuenta y el gateway, comprobé que efectivamente todo estaba "en orden":

Dado que Decentlab registró mi sensor (en mi caso a TTN), no tuve que hacer nada más para poder ver los datos de mi sensor en tiempo real en la aplicación web contratada a Decentlab:

Hay que tener en cuenta que cuando Decentlab suministra los sensores, facilita a los clientes las claves correspondientes (ID del sensor, DevEUI, AppEUI, AppKey) para que se puedan conectar al servicio que hayan contratado, ya que Decentlab no conoce cuál será el proveedor de servicios que hayamos contratado.

Respecto a los sensores: Decentlab siempre los configura para que transmitan datos cada 10 minutos. La experiencia les ha demostrado que es la cadencia óptima. Si se desea otra, hay que pedirlo a Decentlab. En cualquier caso, siempre se puede modifcar la visualización en el cloud de Decentlab (aunque el sensor seguirá transmitiendo cada 10').

Los clientes también pueden integrar los dispositivos Decentlab en otras plataformas. Por ejemplo: MyDevices, ResIoT, WMW y muchos más. En algunas plataformas nuestros dispositivos ya tienen plantillas. En otras, se requiere agregar un decodificador de carga útil. Podemos facilitar a los clientes fragmentos de código si es necesario, o soporte.

La posición óptima de instalación de la caja LoRa de cada sensor, es la vertical. La emisión en esta posición es la más favorable (por la posición de la antena interna).

Conclusión: el proceso fue tan sencillo como interesante.

Siempre puedes buscar un partner local que pueda hacerse cargo de la construcción de la red/configurar las puertas de enlace. El acceso a datos de Decentlab tampoco es obligatorio y, si lo prefieres, puedes integrar los sensores en tu propio servidor de aplicaciones.

Espero que mi experiencia os sirva para animaros a trabajar con LoRa y LoRaWAN.