Comment la passerelle LNS intégrée de TEKTELIC permet de créer des réseaux LoRaWAN® entièrement locaux

Choisir la bonne architecture LoRaWAN® peut s'avérer complexe, notamment pour les déploiements ne nécessitant pas un serveur réseau centralisé ou entièrement basé sur le cloud. De nombreuses organisations, des gestionnaires d'immeubles aux installations industrielles en passant par les sites distants, recherchent un réseau LoRaWAN autonome, local et sécurisé, capable de fonctionner même sans connexion de liaison montante stable.

C’est précisément là que les passerelles LNS intégrées TEKTELIC KONA prennent toute leur valeur. Elles intègrent l’intégralité du serveur réseau LoRaWAN directement dans la passerelle, permettant ainsi aux utilisateurs de déployer un réseau LoRaWAN entièrement privé grâce à des outils d’intégration intégrés pour BACnet, Modbus TCP, API REST, MQTT et Node-RED.

Pour vous aider à comprendre ce que cela signifie en pratique — et quand un réseau LoRaWAN local est le bon choix — nous avons créé cet article pour expliquer comment fonctionne la passerelle LNS intégrée, où elle s'intègre le mieux et comment elle s'intègre aux systèmes de bâtiments, industriels et d'entreprise.

Présentation du produit

La passerelle LNS intégrée TEKTELIC KONA est une solution serveur réseau LoRaWAN® puissante et autonome, intégrée directement aux passerelles de la gamme KONA de TEKTELIC. Elle est conçue pour fournir un réseau LoRaWAN privé pleinement opérationnel sans nécessiter de connexion à un serveur réseau externe. Elle constitue ainsi une solution idéale pour les déploiements autonomes dans des environnements tels que les bâtiments intelligents, les systèmes d'automatisation industrielle ou les sites isolés où la connectivité ou la gestion centralisée peuvent être limitées ou superflues. La passerelle combine un serveur réseau LoRaWAN (LNS) complet, une interface de gestion web, des capacités d'intégration de protocoles et un serveur d'applications dans un appareil compact et performant.

Cas d'utilisation idéaux

La passerelle LNS embarquée TEKTELIC KONA est conçue pour prendre en charge diverses applications nécessitant un réseau LoRaWAN autonome et géré en périphérie. Elle s'adresse notamment aux bâtiments intelligents reposant sur des systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) basés sur BACnet, aux environnements industriels utilisant Modbus TCP et aux installations IoT personnalisées exigeant une intégration avec un serveur d'entreprise ou une interface web. Son fonctionnement indépendant de toute infrastructure centralisée la rend idéale pour les déploiements isolés du réseau ou sensibles à la confidentialité, tandis que son intégration avec Node-RED garantit son adaptabilité aux flux d'automatisation complexes.

Réseau LoRaWAN autonome avec LNS intégré

La passerelle LNS intégrée permet aux utilisateurs de créer et de gérer localement un réseau LoRaWAN complet. Grâce à l' interface web intuitive KONA Link , le provisionnement et la gestion des appareils sont simplifiés. Le provisionnement est optimisé par l'utilisation de profils d'appareils, qui définissent les paramètres de communication essentiels tels que les paramètres régionaux LoRaWAN, les versions des paramètres MAC et régionaux, ainsi que la méthode de connexion au réseau (OTAA ou ABP). Ces profils incluent également les définitions des codecs de charge utile qui encodent et décodent les données des appareils pour l'affichage ou le traitement ultérieur. Les utilisateurs peuvent choisir parmi les profils d'appareils préinstallés, installer des profils personnalisés ou créer manuellement des profils personnalisés pour des appareils tiers.

La gestion des profils d'appareils est à la fois flexible et complète. Pour les déploiements courants, des modèles prédéfinis permettent une intégration rapide des appareils LoRaWAN. Pour les appareils moins courants ou spécialisés, de nouveaux profils peuvent être créés manuellement via l' interface KONA Link ou installés sous forme de paquets sur la passerelle. Ces profils peuvent inclure des codecs de charge utile personnalisés, conformes à la norme API des codecs de charge utile de la LoRa Alliance, permettant ainsi la réutilisation et la standardisation de l'interprétation des données des appareils sur différents systèmes.

L'interface web LNS propose également des outils de configuration avancés. Les utilisateurs peuvent ajuster avec précision des paramètres tels que la fréquence et la configuration des canaux afin de s'adapter aux réglementations régionales ou aux environnements de déploiement spécifiques. Des fonctionnalités comme le débit de données adaptatif (ADR) peuvent être activées ou désactivées en fonction des besoins de performance du réseau. De plus, la surveillance en temps réel du trafic LoRaWAN permet aux utilisateurs d'observer le comportement des appareils et le flux de messages à des fins de dépannage ou d'analyse. Les codecs peuvent également être modifiés ou mis à jour pour refléter les changements de micrologiciel ou les modifications apportées aux charges utiles des capteurs.

Une fois les appareils provisionnés et configurés, le LNS intégré s'intègre parfaitement aux systèmes externes grâce à Node-RED, un outil de programmation visuelle pour les applications événementielles. Les messages LoRaWAN montants peuvent être transmis à des plateformes tierces via les protocoles MQTT ou HTTP, facilitant ainsi le flux de données vers les serveurs d'entreprise, les plateformes de gestion de bâtiments ou les tableaux de bord personnalisés. Les messages descendants peuvent être générés dans Node-RED et renvoyés aux appareils via le LNS intégré.

Intégration du système de gestion technique du bâtiment via BACnet IP

La passerelle LNS intégrée comprend un serveur BACnet IP intégré , permettant une intégration transparente avec les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) basés sur BACnet. Cette fonctionnalité est particulièrement précieuse pour les applications de bâtiments intelligents où la surveillance et le contrôle des capteurs environnementaux via des protocoles établis sont essentiels. Le BACnet est largement utilisé dans les bâtiments commerciaux et industriels pour les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC), d'éclairage, d'énergie et de sécurité, et la passerelle LNS intégrée sert de pont entre les appareils LoRaWAN et ces écosystèmes BACnet.

L' interface KONA Link permet d'activer le serveur BACnet et de configurer l'objet périphérique BACnet, qui représente la passerelle sur le réseau BACnet. Cette interface fournit des outils pour associer les champs de charge utile LoRaWAN à des objets BACnet spécifiques. Les appareils courants bénéficient de mappages préconfigurés qui convertissent automatiquement les champs de liaison montante en paramètres BACnet. Pour les autres appareils, une configuration manuelle garantit flexibilité et compatibilité.

Chaque champ de la charge utile LoRaWAN est associé à un objet BACnet, permettant ainsi aux systèmes de bâtiment d'interpréter les données des capteurs en temps réel. Les types d'objets BACnet pris en charge pour les liaisons montantes incluent les entrées analogiques, les entrées binaires, les chaînes de caractères et les valeurs à états multiples. Par exemple, un champ de température dans un message LoRaWAN peut être associé à une entrée analogique BACnet pour la commande du système CVC. Les propriétés telles que les unités, les variations lors des incréments de valeur et les tableaux de priorité sont configurables sur les objets qui les prennent en charge. Inversement, les opérations de liaison descendante sont prises en charge par l'association d'objets de contrôle BACnet, tels que les valeurs analogiques, les valeurs binaires, les chaînes de caractères et les chaînes d'octets, aux champs de liaison descendante LoRaWAN correspondants. Les structures de charge utile complexes sont gérées par des objets de type valeur d'octet, l'encodage binaire étant assuré par l'outil KONA Atlas de TEKTELIC , garantissant ainsi la compatibilité et la précision opérationnelle.

Intégration de systèmes industriels via Modbus TCP

Dans les environnements d'automatisation industrielle, la passerelle LNS embarquée prend en charge l'intégration Modbus TCP grâce à un serveur Modbus TCP intégré. Elle peut ainsi se connecter directement aux automates programmables (PLC), aux systèmes SCADA et autres infrastructures Modbus couramment utilisées dans les secteurs de la production, des services publics et du contrôle des processus.

La configuration et l'installation du serveur Modbus TCP s'effectuent via l'interface web KONA Link, où les utilisateurs peuvent activer le service Modbus et spécifier le port TCP utilisé pour la communication. Cette approche simplifie la mise en service en permettant aux intégrateurs de gérer les activités LoRaWAN, Modbus et de mappage des appareils depuis une interface unique. Une fois le serveur Modbus activé, la passerelle est détectable comme un appareil Modbus sur le réseau industriel et prête à transmettre les données de registre aux automates programmables et autres systèmes de supervision connectés.

KONA Link offre également une interface de mappage complète permettant d'associer les champs de liaison montante LoRaWAN aux registres Modbus. Les appareils dotés de modèles de profils préinstallés incluent des mappages Modbus par défaut, permettant aux capteurs TEKTELIC de fonctionner avec une configuration minimale. Pour les appareils LoRaWAN tiers, les utilisateurs peuvent créer manuellement des entrées de mappage afin de définir la représentation de chaque champ de charge utile dans l'espace des registres Modbus. Cela inclut la spécification du type d'objet Modbus approprié et l'association de chaque paramètre de charge utile à un registre correspondant.

Pour simplifier la configuration et éviter les conflits d'adressage, la passerelle LNS intégrée calcule automatiquement les décalages d'adresse de registre pour chaque mappage. Ainsi, l'affectation des registres reste unique sur l'ensemble du serveur Modbus, sans intervention manuelle de l'utilisateur. Lors de l'ajout, de la suppression ou de la modification de mappages, la passerelle gère la configuration des registres en temps réel, facilitant la maintenance du système et réduisant les risques d'erreurs.

Les registres inscriptibles permettent aux systèmes de contrôle industriels de déclencher des actions sur les dispositifs LoRaWAN. Lorsqu'un automate programmable écrit dans un registre de maintien ou une bobine mappée avec accès en écriture, la passerelle traduit automatiquement cet événement d'écriture en une liaison descendante LoRaWAN. Ceci permet aux systèmes industriels de contrôler à distance des actionneurs, de commuter des sorties ou de mettre à jour les paramètres de configuration des dispositifs de terrain LoRaWAN. Par exemple, il peut s'agir d'activer un relais, d'ajuster la position d'une vanne ou de modifier l'intervalle de rapport d'un capteur. Ce couplage étroit entre les écritures Modbus et les actions de liaison descendante LoRaWAN assure des interactions fluides et événementielles entre les plateformes d'automatisation industrielle traditionnelles et les réseaux de capteurs IoT modernes.

L'intégration Modbus permet une visibilité et un contrôle en temps réel des données des capteurs IoT dans les systèmes industriels, ouvrant la voie à des cas d'utilisation avancés de surveillance et d'automatisation sans nécessiter de connectivité au cloud ni de passerelles tierces.

Intégration flexible avec des systèmes externes via Node-RED

Outre BACnet et Modbus, la passerelle LNS intégrée prend en charge l'intégration avec un large éventail de plateformes et de protocoles externes grâce à son environnement Node-RED intégré . Ceci confère à l'appareil une grande polyvalence et une excellente adaptabilité à divers scénarios de déploiement en entreprise et dans l'Internet des objets (IoT).

Pour les systèmes basés sur MQTT, le LNS intégré peut servir de client pour publier et s'abonner à un courtier MQTT externe. TEKTELIC fournit un exemple de flux Node-RED illustrant la connexion et le routage des messages LoRaWAN vers des sujets MQTT, facilitant ainsi l'intégration avec les services cloud, les systèmes domotiques ou les plateformes d'analyse de données.

L'intégration HTTP est également prise en charge, permettant à la passerelle d'envoyer des données LoRaWAN à des serveurs HTTP externes. Un exemple de flux Node-RED est fourni pour illustrer comment extraire les données pertinentes des messages montants et les transmettre à un serveur distant via des requêtes HTTP POST. Cette flexibilité permet aux développeurs et aux intégrateurs d'adapter le comportement de la passerelle à pratiquement n'importe quelle architecture informatique ou IoT.

Intégration du système de gestion des bâtiments via une API REST

Outre l'intégration BACnet, la passerelle LNS intégrée expose également une API REST native , permettant une communication directe via HTTP entre la passerelle et les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB). Le système GTB peut ainsi interagir avec le réseau LoRaWAN sans recourir aux couches de conversion de protocole traditionnelles telles que BACnet, offrant une intégration simplifiée.

En intégrant un client HTTP au sein du BMS et en le connectant à l'API REST hébergée sur le LNS embarqué, les intégrateurs système peuvent concevoir une expérience LoRaWAN plus native. Le BMS accède directement aux données des capteurs, surveille l'état des appareils et envoie des commandes de liaison descendante aux dispositifs LoRaWAN via des requêtes HTTP standard. Les développeurs peuvent ainsi créer des tableaux de bord personnalisés, des logiques de contrôle ou des scripts d'automatisation interagissant directement avec les fonctions internes de la passerelle.

L'un des avantages de cette approche est que chaque passerelle LNS intégrée fonctionne comme son propre réseau LoRaWAN indépendant, tout en restant entièrement gérable par le système de gestion technique du bâtiment (GTB) central via son client HTTP. Ceci centralise le contrôle et la visibilité au sein du GTB, simplifiant ainsi les opérations et réduisant la complexité de configuration pour les gestionnaires d'installations.

Conclusion

La passerelle LNS embarquée TEKTELIC KONA constitue une solution performante, polyvalente et économique pour les déploiements LoRaWAN localisés. Grâce à son serveur réseau intégré, ses outils de gestion robustes et sa compatibilité native avec les protocoles standards tels que BACnet et Modbus, elle permet un déploiement rapide et une intégration étroite aux systèmes de contrôle existants. L'intégration de Node-RED étend ses fonctionnalités, offrant une logique et un routage des données hautement personnalisés sans nécessiter de middleware externe. L'ajout d'une API REST native simplifie l'intégration aux systèmes de gestion technique du bâtiment modernes, permettant aux utilisateurs de centraliser le contrôle tout en maintenant un fonctionnement distribué et résilient de la passerelle. Pour les intégrateurs, les développeurs de solutions et les opérateurs souhaitant déployer des réseaux IoT privés, la passerelle LNS embarquée offre une plateforme intuitive, prête à être déployée dans des environnements exigeants.

Si vous envisagez de déployer un réseau LoRaWAN® local dans votre bâtiment, votre site industriel ou votre installation distante, notre équipe peut vous aider à choisir la solution la plus adaptée. Contactez TEKTELIC pour discuter de votre projet et découvrir comment LoRaWAN® peut s'intégrer à vos systèmes existants : info@tektelic.com