Objectif de l'activité
But du TP
Mettre en œuvre d'une chaîne IOT en utilisant le protocole LoRaWAN
Cette activité apporte des connaissances sur les paramètres de configuration d'un réseau d'Internet des objets.
Elle contribue à développer la compétence "mettre en œuvre une communication entre objets intelligents".
Scénario : Internet des Objets dans le domaine agricole.
Selon la nature du sol, des cultures et de l'exposition, les champs d'une exploitation agricole ne sont pas tous soumis aux mêmes conditions de température, d'hygrométrie (air, sol)... La connaissance de la pression atmosphérique permet par ailleurs d'anticiper les probabilités de précipitations et de gérer l'irrigation le plus efficacement possible.
Un centre de supervision installé à la ferme reçoit plusieurs fois par jour des informations envoyées automatiquement par des capteurs communicants situés dans les champs.
Le centre de supervision dispose d'une interface homme-machine sous forme de tableau de bord.
La communication entre les capteurs et le centre de supervision se fait en trois étapes :
les données de terrain sont émises par radio (transmission radio LoRa) vers une Passerelle LoRaWAN équipée d'une antenne LoRa ;
Les capteurs doivent se situer à moins de 15 km de la passerelle (ce qui convient généralement à ce type d'activité).
La passerelle, reliée à Internet, transmet via Internet les informations reçues à un serveur, ici TTN (The Things Network).
Le serveur TTN transmet les données (via Internet) à un serveur d'application, ici Node-Red, qui permet de stocker les données et de les rendre disponibles sous la forme d'un tableau de bord (dashboard), pour le centre de supervision, dont l'emplacement géographique importe peu.
Ce tableau de bord est accessible à partir d'un navigateur ou d'une application (tablette/téléphone).
Configuration
Cette activité s'appuie sur la configuration matérielle suivante :
La source d'information "End device" est une carte LoPy4 de marque Pycom ; elle est programmable en langage Python 3, et dispose de connectivité WiFi, Bluetooth (compatible BLE), LoRa et Sigfox. On interfacera un capteur de température et de pression 'BMP180'.
Le LoPy4 sera monté sur la carte d'extension EXPB-WP, qui dispose entre autres d'un connecteur micro-usb pour l'alimentation et la programmation.
La passerelle LoRaWAN est un modèle RAK-7258 de marque Rakwireless ; comme beaucoup de passerelles, par défaut, elle est configurée pour acheminer 'spontanément' le trafic reçu vers TTN (The Things Network).
Il n'y a pas de réglage particulier à faire sur la passerelle ; elle est configurée par défaut pour se connecter à Internet, et transmet vers TTN tout flux LoRaWAN valide reçu d'un objet communicant.
Le tableau de bord (dashboard) affiché sur PC permettra d'observer les informations reçues sous forme de texte, jauges ou graphes, configurables sur la console de conception Node-Red.
Méthode : Travail à faire
Pour mettre en œuvre la chaîne IoT, vous devrez :
Créer une application et enregistrer un End Device sur le serveur TTN (TTN lui attribuera un identifiant).
Programmer le End Device (la carte LoPy4) qui devra :
lire les informations du capteur
se connecter à TTN en respectant le protocole LoRaWAN et en s'identifiant
envoyer les données au format spécifique "MQTT"
Développer une application utilisateur (tableau de bord) sur un serveur Node-Red.
Tout au long de l'activité, vous aurez à noter des identifiants et des clés d'accès aux données.
Il vous est demandé de reporter ces informations dans le compte-rendu d'activité à compléter au fur et à mesure et à imprimer en fin de séance.
Commencez par télécharger le compte rendu [doc], et l'enregistrez-le sous le nom DR_AP_LoRa_monNom.doc