Le principal avantage d'un protocole sans fil à faible latence et à courte portée pour la surveillance des ruches est sa capacité à réduire considérablement la consommation d'énergie en éliminant la longue « négociation » de connexion inhérente au Wi-Fi traditionnel.
En utilisant des appareils pré-appairés, ces protocoles réduisent le temps nécessaire pour établir une connexion de plusieurs secondes à environ 5 millisecondes. Cette vitesse permet aux nœuds de mesure de capturer des données, de les transmettre et de revenir à un mode de veille profonde économe en énergie presque instantanément.
Point clé Bien que le Wi-Fi standard offre une connectivité directe au cloud, ses protocoles de connexion complexes épuisent rapidement les batteries. Un protocole à faible latence et à courte portée résout ce problème en privilégiant des cycles de veille rapides plutôt que la négociation de connexion, maximisant ainsi l'efficacité énergétique pour les systèmes fonctionnant dans un rayon de 250 mètres.
Les mécanismes de l'efficacité énergétique
Élimination de la surcharge de négociation
Le Wi-Fi traditionnel nécessite une phase de négociation longue pour établir une connexion avant que les données ne puissent être transmises. Un protocole à faible latence contourne complètement cela en utilisant des appareils pré-appairés.
Cela élimine la surcharge de négociation, garantissant que l'énergie est dépensée pour la transmission des données plutôt que pour le trafic réseau administratif.
Retour rapide en veille profonde
Le facteur le plus critique pour la durée de vie de la batterie des nœuds de surveillance est la rapidité avec laquelle ils peuvent s'éteindre. Comme le temps de connexion est réduit à environ 5 millisecondes, l'appareil passe un minimum de temps dans un état actif et à forte consommation d'énergie.
Ceci contraste fortement avec le Wi-Fi, où l'appareil doit rester allumé pendant plusieurs secondes pour établir une liaison, quelle que soit la taille du paquet de données.
Optimisé pour la portée locale
Ces protocoles sont conçus pour supporter des distances de transmission fiables allant jusqu'à 250 mètres. Cette portée est suffisante pour la surveillance locale des ruchers sans les pénalités énergétiques associées au maintien de connexions à plus longue portée ou à large bande passante.
Comprendre les compromis
Intégration matérielle et complexité
Il est important de reconnaître ce qu'offre le Wi-Fi traditionnel. Les modules Wi-Fi intègrent souvent le traitement des données et la communication sans fil dans une seule puce microcontrôleur basse consommation avec une pile TCP-IP intégrée.
Cela simplifie la conception des circuits et réduit les coûts des matériaux en combinant les fonctions. Le choix d'un protocole spécialisé à faible latence peut nécessiter des composants matériels distincts ou une passerelle pour éventuellement relier les données à Internet.
Connectivité directe au cloud
Le Wi-Fi permet une connexion directe entre la ruche et les serveurs web ou les bases de données cloud. Il permet la transmission transparente des données de température et d'humidité sur Internet sans collecteur local intermédiaire.
Un protocole à courte portée et à faible latence nécessite généralement un concentrateur central pour recevoir les données locales avant qu'elles ne puissent être accessibles à distance par les apiculteurs situés à des kilomètres.
Faire le bon choix pour votre objectif
Pour sélectionner la meilleure architecture pour votre système de surveillance de ruche, tenez compte de vos contraintes principales :
- Si votre objectif principal est la durée de vie maximale de la batterie : Privilégiez le protocole à faible latence et à courte portée pour minimiser le temps actif et utiliser la vitesse de connexion de 5 ms pour des cycles de veille rapides.
- Si votre objectif principal est la simplicité du système : Choisissez le Wi-Fi traditionnel pour tirer parti des puces intégrées qui gèrent le traitement des données et les téléchargements directs vers le cloud sans avoir besoin d'une passerelle locale distincte.
En fin de compte, le choix dépend de l'équilibre entre le besoin de plusieurs années de fonctionnement sans entretien de la batterie et la commodité d'une architecture matérielle directe vers le cloud.
Tableau récapitulatif :
| Fonctionnalité | Protocole à faible latence | Wi-Fi traditionnel |
|---|---|---|
| Temps de connexion | ~5 millisecondes | Plusieurs secondes |
| Consommation d'énergie | Ultra-faible (optimisé pour la veille) | Élevée (en raison de la négociation) |
| Portée de transmission | Jusqu'à 250 mètres | Variable (limitée par le point d'accès) |
| Connectivité cloud | Nécessite une passerelle locale | Direct vers le cloud |
| Idéal pour | Longévité maximale de la batterie | Simplicité/intégration du système |
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Références
- Armands Kviesis, Aleksejs Zacepins. Bee colony remote monitoring based on IoT using ESP-NOW protocol. DOI: 10.7717/peerj-cs.1363
Cet article est également basé sur des informations techniques de HonestBee Base de Connaissances .
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