Comment construire un système de suivi des actifs avec une longue portée et une faible puissance

Le suivi des actifs qui utilise le GPS fonctionne bien, mais il peut être extrêmement coûteux. La consommation électrique est excessive, les batteries devant être remplacées tous les un à trois mois. Une alternative est les systèmes à faible puissance et à longue portée qui reposent sur les signaux satellites.

Collectivement, l’infrastructure de navigation par satellite est appelée Système mondial de navigation par satellite (GNSS). Dans le cas du suivi des actifs fonctionnant sur batterie, des communications à faible puissance sont essentielles. C’est là qu’interviennent les appareils LoRa. Les appareils LoRa sont un complément au GNSS car la zone de couverture des services GNSS est étendue.

Veiller sur les avocats

Semtech travaille avec la technologie GNSS dans la construction de systèmes de suivi des actifs. Les utilisateurs peuvent configurer leurs propres systèmes à l’aide d’un kit Semtech ou surveiller les éléments via le suivi des actifs basé sur le cloud de Semtech. À titre d’exemple de ce qui peut être suivi par les systèmes basés sur LoRa, Semtech a noté que les agriculteurs utilisent le suivi des actifs pour surveiller l’état des cultures.

ICT International, un fournisseur de solutions IoT pour les applications environnementales, et Definium Technologies, développeur et fabricant de passerelles et d’appareils IoT, ont tiré parti d’une gamme avancée de produits basés sur les appareils LoRa de Semtech et le protocole LoRaWAN pour améliorer le rendement des cultures dans les plantations d’avocats australiennes avec un approche de l’agriculture centrée sur les données.

Les cultures d’avocats sont très sensibles au stress à des moments clés de leur cycle de croissance. L’utilisation de capteurs de physiologie végétale basés sur des dispositifs LoRa a permis une surveillance simple et précise du flux d’humidité à l’intérieur des plantes et a permis aux agriculteurs de réagir rapidement aux facteurs de stress pour améliorer le rendement. En conséquence, les agriculteurs ont pu réduire les dépenses liées aux déchets de produits.

Nous avons rencontré Pedro Pachuca, directeur des produits sans fil chez Semtech Corporation, pour expliquer les détails d’un système de suivi des actifs GNSS.

Design News : Parlez-nous du suivi des ressources GNSS.

Pedro Pachuca : Le GNSS est une technologie sans fil pour le suivi à faible consommation et à longue portée. Nous avons des déploiements IoT importants, et l’un des plus courants est le suivi des actifs. L’avantage fondamental est la longue portée et la faible puissance. Nous avons lancé la technologie il y a des années, et le suivi des actifs a été l’une des premières technologies que les utilisateurs ont commencé à déployer.

Les utilisateurs étaient satisfaits de la technologie de communication, mais ils étaient mécontents des autres technologies de leurs systèmes de gestion d’actifs. Pour que les appareils obtiennent la position physique d’un objet, le GPS fonctionne bien. Les gens utilisaient le GPS même pour le suivi à l’intérieur, en utilisant le Wi-Fi et le Bluetooth. Mais le problème majeur de la technologie est la consommation d’énergie. La technologie GPS traditionnelle nécessite une puissance élevée. Autrefois, lorsque les voitures avaient un GPS, vous ne pouviez pas garder le GPS allumé tout le temps car la batterie ne durait que quelques heures. Sa puissance de calcul est intensive. C’est la raison pour laquelle le GPS doit être branché en permanence.

Les personnes qui utilisaient la technologie GPS conventionnelle pour le suivi des actifs ont constaté que cela durerait un mois, trois mois au maximum. Vous ne voulez pas remplacer les piles tous les trois mois. C’est cher d’envoyer quelqu’un changer les piles. De plus, les puces GPS sont chères. Si vous essayez de suivre une palette et que vous devez payer 200 $ pour le système de suivi, il n’y a pas de retour sur investissement.

Design News : Comment surmontez-vous ces barrières ?

Pedro Pachuca : Nous cherchions une alternative au GPS. Nous avons formé un groupe et ils ont mis au point une technologie appelée LoRa Cloud. C’est une architecture différente. Nous avons pris le concept du GPS pour obtenir le signal et plutôt que de calculer l’emplacement, nous avons mis les signaux dans le message vers le nuage et le nuage a un trieur qui calcule l’emplacement.

Avec le LoRA, c’est le suivi du signal. La batterie dure trois ans. L’appareil a le signal. Le calcul est dans le cloud. Pour surmonter le coût, nos appareils ne capturent que le signal. Il n’y a pas de processeur coûteux pour calculer l’emplacement. Les utilisateurs peuvent créer des appareils pour 30 $ au lieu de 200 $. L’appareil est optimisé uniquement pour fonctionner avec les signaux de base.

Nous pouvons voir les signaux des satellites même en Chine. Ces appareils regardent les signaux de 150 satellites. Nous pouvons obtenir la position pour n’importe quel actif dans le monde. Toutes les capacités informatiques sont implémentées dans le cloud. Nous avons également un scanner Wi-Fi, nous pouvons donc lire l’emplacement dans un algorithme cloud. Avec le scanner, nous pouvons créer un système de suivi intérieur et extérieur qui peut surveiller l’actif dans l’entrepôt et à l’extérieur.

Design News : Quel type d’actifs suivez-vous ?

Pedro Pachuca : La gestion d’actifs a plusieurs marchés verticaux. Vous pouvez suivre les conteneurs, les palettes ou les actifs agricoles, tels que les animaux. Les propriétaires de bétail veulent savoir que l’animal n’est pas perdu, et ils veulent également suivre le comportement des animaux. Ils ont besoin de ces données pour la reproduction. On voit aussi le suivi en médecine. Pendant COVID, nos clients mettent un suivi dans les respirateurs et les pompes, afin qu’ils sachent où se trouvait leur équipement médical. Pour les maisons intelligentes, nous voyons des applications pour le suivi des animaux de compagnie.

Design News : La sécurité est-elle un problème ?

Pedro Pachuca : Vous ne voulez pas que les gens voient l’emplacement de votre actif. Nous avons mis en place un moteur de cryptographie. Nous l’avons intégré dans un produit monolithique. Lorsque nous recevons les signaux du satellite, nous les envoyons dans le cloud sous forme de cryptage. Le nuage le lit ensuite. Vous avez les puces qui envoient le signal et le serveur d’applications le reçoit dans le cloud. Le nuage fournit l’emplacement. Une fois l’emplacement sur le serveur, il peut être envoyé vers un téléphone ou une tablette ou vers le cloud de l’utilisateur.

Design News : Quels types de compétences sont nécessaires pour la mise en œuvre ?

Pedro Pachuca : La personne technique typique est un ingénieur système. Cette personne est l’architecte. Nous avons un gars de la conception matérielle avec un gars du logiciel pour créer le signal. Ensuite, nous faisons l’intégration du système. Les utilisateurs intègrent le cloud dans leurs systèmes. Le nuage fournit l’emplacement. Certains utilisateurs choisissent de ne pas utiliser de serveur cloud. Ils développent leurs propres systèmes. Mais développer un cloud n’est pas anodin. S’ils le font eux-mêmes, ils doivent être sophistiqués.

Rob Spiegel couvre la fabrication depuis 19 ans, dont 17 pour Design News. Parmi les autres sujets qu’il a abordés figurent l’automatisation, la technologie de la chaîne d’approvisionnement, les énergies alternatives et la cybersécurité. Pendant 10 ans, il a été propriétaire et éditeur du magazine culinaire Piment du Chili