Livre LoRaWAN gratuit

« This book is a much-needed resource in the LoRaWAN space, filling a critical gap in educating people about this transformative technology. Its comprehensive approach, combined with real-world, hands-on experience, makes it an invaluable guide for both newcomers and seasoned experts. As the CEO of the LoRa Alliance, I’d like to thank University Savoie Mont Blanc Team for their invaluable contribution to broader awareness and deeper understanding of LoRaWAN’s capabilities and impact.«

Alper Yegin, CEO and chairman of the LoRa Alliance

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#1 – LoRa LoRaWAN et IoT

pour les débutants

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Chapitre 1 : Les systèmes embarqués dans l’IoT

Les propriétés d’un système embarqué dans le monde l’IoT.

Comment le protocole LoRa peut résoudre les problématiques de portée et de consommation?

Chapitre 2 : Transmission radio et propagation

Explication des notions nécessaires à la compréhension du cours dans le cadre d’une transmission radiofréquence : RSSI, Sensibilité, Rapport signal sur bruit, dB, dBm, bilan de liaison. Cela nous permettra d’être à l’aise avec l’étude des documentations constructeurs que nous allons souvent utiliser.

Chapitre 3 : La modulation LoRa

Explication détaillée de la modulation radiofréquence LoRa : chirp, Spreading Factor, Bande Passante, canal, Coding Rate. Estimation du débit binaire, simulation de la modulation LoRa (Matlab), test d’une transmission réelle, spectrogramme et analyse du spectre.

Chapitre 4 : Le protocole LoRaWAN

Les versions et les spécifications du protocole LoRaWAN, la LoRa Alliance, les évolutions des protocoles.

Présentation de la structure complète du réseau LoRaWAN : les Devices, les Gateways, le Network Server et l’Application Server.

La sécurité du réseau LoRaWAN : chiffrement (AppSKey) et authentification/intégrité (NwkSKey).

Les classes des Devices (A, B, ou C). Les méthodes pour transmettre des données en downlink. L’influence sur la consommation. Tests et exemples des différentes classes.

L’activation d’un Device LoRa sur un réseau LoRaWAN. Le mode ABP ou OTAA. Les avantages et les inconvénients en termes de sécurité, de changement de réseau, de négociations des paramètres de transmission, d’itinérance des données (roaming)…

Les paramètres d’une transmission qui influencent la consommation. L’utilisation du mode Adaptive Data Rate. Tests et exemples.

Chapitre 5 : Les types de réseaux et serveurs LoRaWAN

Les détails d’une transmission d’un Device jusqu’au Serveur LoRaWAN. Les types de réseaux : privés, gérés par des opérateurs ou hybrides. Etude de chaque cas et mise en œuvre. Avantages et inconvénients.

Chapitre 6 : La trame LoRaWAN

Analyse détaillée de la trame LoRa/LoRaWAN qui circule du Device jusqu’à la Gateway. Analyse des informations transmises entre la Gateway jusqu’au serveur LoRaWAN.

Chapitre 7 : L'exportation des données depuis le Serveur LoRaWAN

Comment exporter les données de notre Serveur LoRaWAN afin de les récupérer sur notre Plateforme IoT?

Le dialogue entre les serveurs LoRaWAN et la plateforme IoT peut être réalisé de plusieurs façons, nous expliquerons les méthodes les plus répandues qui sont HTTP(S) et MQTT(S). Démonstrations en flux uplink (du Device jusqu’à la plateforme IoT). Démonstrations en flux downlink (de la plateforme IoT jusqu’au Device).

Installation d’une plateforme de test pour que vous puissiez réaliser vos propres essais. Synthèse des utilitaires logiciels gratuits et open source.

Chapitre 8 : La création de son propre Device LoRaWAN

Comment créer son propre objet LoRaWAN ? Quelles sont les architectures numériques à notre disposition. Avantages et inconvénients : prix, simplicité, encombrement et consommation.

Chapitre 9 : La création de notre propre Serveur LoRaWAN

Comment créer son propre Serveur LoRaWAN privé. Dans les premiers chapitres de ce livre, nous utilisons des Serveur LoRaWAN appartenant à une entreprise tierce (Actility, TTN, LORIOT,…). Nous cherchons maintenant à réaliser un réseau totalement privé en créant un Serveur LoRaWAN qui nous appartient. Nous installerons deux serveurs : ChirpStack et The Things Stack.

Chapitre 10 : La création de notre propre platforme IoT

Comment créer sa propre plateforme IoT afin de mettre à disposition les données sous forme de Dashboard? Nous utiliserons des services gratuits et Open-Source pour nous connecter (MQTT / HTTP), sauvegarder (Base de Données) et afficher (dashboard) une interface utilisateur.

A l’issu de ce chapitre, vous devriez avoir à votre disposition de nombreuses solutions fonctionnelles qui vous permettront d’implémenter une solution IOT complète basée sur le protocole LoRaWAN.

Nous aurions pu appeler ce livre « le LoRaWAN pour les nuls » car nous nous sommes focalisés sur une approche pas à pas, structurée et avec beaucoup d’exemples. Ce livre traite indifféremment tous les types de Device LoRaWAN de tous les fabricants, tous les Serveur LoRaWAN, ainsi que toutes les plateformes IoT. Cela signifie que nous ne fournissons que des informations génériques utiles pour l’ensemble des objets et pour toutes les infrastructures. Si vous suivez la démarche du document, vous devriez pouvoir vous adapter sans difficulté avec n’importe quel Device, n’importe quelle Gateway, ou encore pouvoir basculer votre infrastructure vers n’importe quel serveur.

Ce livre ne contient pas d’explications de type « tutoriel », mais tente de donner des informations précises pour comprendre l’écosystème LoRaWAN dans son ensemble.

Ce livre est gratuit, et sur cette page vous pouvez télécharger la dernière version. Du contenu supplémentaire sera ajouté régulièrement et vous pouvez vous inscrire pour être notifié par email lors de la prochaine mise à jour importante. Si vous souhaitez donner un avis sur ce document ou si éventuellement vous trouvez des erreurs, nous vous remercions de nous le signaler en utilisant la page de contact.

Toute l’équipe vous souhaite une bonne lecture, et un excellent apprentissage !