HART : Le pionnier hybride

Le protocole HART (Highway Addressable Remote Transducer) est apparu dans les années 1980 comme un pont entre la communication analogique et numérique.

• Principe de fonctionnement: HART superpose un signal numérique (modulation par déplacement de fréquence) sur la boucle de courant analogique traditionnelle de 4 à 20 mA.
• Principales caractéristiques:
• Communication bidirectionnelle
• Diagnostic et configuration des appareils
• Compatibilité avec les systèmes existants

Avantages

• Intégration transparente avec l'infrastructure analogique existante
• Fiable et bien compris
• Pris en charge par un vaste écosystème d'appareils de terrain

Limitations

• Bande passante et débit de données limités
• Nécessite un câblage physique
• Pas vraiment sans fil, bien que WirelessHART ait ensuite étendu ses capacités

WirelessHART : Un pas vers la mobilité

WirelessHART s'est appuyé sur la base de HART, en introduisant les réseaux maillés et les nœuds sans fil.

• Architecture: Les appareils forment un réseau maillé auto-réparateur, communiquant via la radio IEEE 802.15.4.
• Sécurité: Le cryptage AES-128 et les protocoles de gestion de réseau garantissent une transmission sécurisée des données.

Avantages

• Élimine le câblage dans les zones dangereuses ou isolées
• Interopérable avec les systèmes HART existants
• Éprouvé dans les industries de process comme le pétrole et le gaz et les usines chimiques

Limitations

• Portée et évolutivité limitées
• Consommation d'énergie plus élevée par rapport aux technologies LPWAN

LoRa : Basse consommation, longue portée

LoRa (Long Range) est une technique de modulation utilisée dans les systèmes LPWAN (Low Power Wide Area Network), idéale pour la transmission de petits paquets de données sur de longues distances.

• Principe de fonctionnement: LoRa utilise la modulation par étalement de spectre par chirp pour obtenir une communication à longue portée avec une consommation d'énergie minimale.
• Architecture réseau: Les appareils communiquent avec des passerelles, qui relaient les données vers les serveurs cloud via des réseaux de liaison.

Avantages

• Très faible consommation d'énergie
• Portée jusqu'à 15 km en zones rurales
• Idéal pour les capteurs alimentés par batterie

Limitations

• Débit de données limité (ne convient pas à l'échantillonnage haute fréquence)
• Nécessite une infrastructure de passerelle privée ou partagée

NB-IoT : Connectivité de qualité cellulaire pour les capteurs

Narrowband IoT (NB-IoT) est une technologie LPWAN basée sur la téléphonie mobile, normalisée par le 3GPP.

• Principe de fonctionnement: NB-IoT fonctionne dans le spectre LTE sous licence, offrant une connectivité sécurisée et fiable.
• Intégration: Les appareils se connectent directement aux réseaux de télécommunications, sans avoir besoin de passerelles privées.

Avantages

• Large couverture utilisant l'infrastructure cellulaire existante
• Sécurité et QoS (Qualité de service) élevées
• Idéal pour les déploiements urbains et la pénétration en profondeur à l'intérieur des bâtiments

Limitations

• Consommation d'énergie plus élevée que LoRa
• Coûts d'abonnement et dépendance vis-à-vis des opérateurs de télécommunications

Comparaison stratégique

Le sans fil comme philosophie : du signal à la connaissance

La transmission sans fil est plus qu'une mise à niveau technique, c'est un changement d'état d'esprit. Elle transforme la mesure, qui passe de points de données isolés à un réseau vivant de connaissances. HART nous a donné la parole. WirelessHART nous a donné le mouvement. LoRa et NB-IoT nous donnent la portée. Dans cette évolution, nous ne voyons pas seulement de meilleurs capteurs, mais des systèmes plus intelligents, des décisions plus agiles et un avenir où les données circulent aussi librement que la pensée.