Comment fonctionne le suivi GPS par LoRa

La réponse courte

Un traceur GPS LoRa fait deux choses. Son récepteur GPS calcule sa position à partir des satellites, sans aucun réseau. Sa radio LoRa transporte ensuite cette position loin, avec très peu d'énergie, jusqu'à une autre radio LoRa que vous portez. Avec Nelos, votre téléphone - associé à votre radio en Bluetooth - demande sa position au traceur et affiche la réponse sur une carte hors ligne. Il n'y a ni SIM, ni antenne-relais, ni serveur entre les deux : c'est pour cela que ça fonctionne hors réseau. Les compromis : la portée, qui dépend du terrain, et la vitesse de mise à jour, qui se compte en secondes ou en minutes plutôt qu'en continu.

Les éléments

1. Le traceur - un petit appareil sur batterie avec GPS et radio LoRa, sur un collier, dans un sac ou sur un vélo. Pas d'écran, pas besoin de téléphone.
2. LoRa - pour « Long Range ». Une technique radio qui échange débit contre sensibilité, pour que de petits messages soient entendus de loin à faible puissance. Elle utilise des bandes libres qui varient selon les régions, comme 868 MHz en Europe et 915 MHz en Amérique du Nord.
3. MeshCore - le firmware open source qui tourne sur le traceur et les radios. Il définit comment les messages sont adressés, relayés par les répéteurs et traités. Nelos parle MeshCore : c'est pourquoi les traceurs doivent être sous firmware MeshCore. (Voir qu'est-ce que MeshCore ?)
4. Votre radio - un appareil LoRa compatible que vous portez, associé au téléphone en Bluetooth.
5. Nelos - l'application qui envoie les demandes de position, affiche les traceurs sur une carte hors ligne, vérifie les zones de sécurité et conserve l'historique sur votre téléphone.

Demandé, pas diffusé en continu

Un traceur cellulaire peut envoyer sa position toutes les quelques secondes parce qu'un réseau mobile a beaucoup de capacité. Un canal LoRa, c'est tout autre chose :

• Chaque message occupe du temps d'antenne. Avec les réglages longue portée qui font l'intérêt de LoRa, un seul petit paquet peut occuper le canal une bonne fraction de seconde, voire plus.
• Le canal est partagé. Toutes les radios à portée - celles de votre groupe, et peut-être d'autres - se relaient sur la même fréquence.
• Des règles limitent l'émission. Dans certaines régions, dont une grande partie de l'Europe, les radios ne peuvent émettre qu'une petite part du temps sur ces bandes.
• Les batteries sont petites. C'est l'émission qui vide le plus la batterie d'un traceur.

Nelos ne fait donc pas émettre les traceurs en permanence. Votre téléphone demande, via votre radio, et le traceur répond avec sa dernière position et son niveau de batterie :

• Automatiquement toutes les quelques minutes, écran éteint compris si la connexion en arrière-plan est activée.
• À la demande avec « Actualiser ».
• En mode Recherche beaucoup plus souvent, pour une durée limitée à chaque fois - des mises à jour fréquentes pendant une recherche, au prix d'une batterie de traceur plus sollicitée.
• Pas du tout quand le suivi est en pause, ce qui économise la batterie ; « Actualiser » fonctionne toujours.

Voilà ce que « temps réel » veut dire de façon réaliste sans réseau mobile : une position fraîche dès que vous la demandez, à portée - pas une ligne tracée seconde par seconde sur la carte.

La position est-elle récente ?

Tant qu'un traceur voit le ciel, son GPS garde une position à jour, et chaque réponse indique où il est maintenant. À l'intérieur, sous un couvert dense ou dans un véhicule, le GPS peut perdre sa position. Le traceur répond quand même par LoRa, mais renvoie sa dernière position valable. Nelos affiche l'ancienneté de la dernière position, pour distinguer « il est là maintenant » de « il était là en dernier ».

La précision est celle d'un GPS ordinaire : en général quelques mètres à ciel ouvert, moins bonne entre les immeubles, dans les gorges et sous les arbres denses.

Ce qui détermine la portée

Personne ne peut honnêtement promettre une portée LoRa. Le même duo d'appareils peut traverser toute une vallée depuis une colline et ne couvrir que quelques rues en ville dense. Ce qui compte le plus :

• La ligne de vue. Les collines, les bâtiments et le sol lui-même bloquent le signal ; les arbres, le feuillage mouillé et les personnes l'affaiblissent.
• La hauteur. Surélever l'une ou l'autre radio aide plus que presque tout le reste. Un traceur au cou d'un chien est près du sol, ce qui coûte de la portée.
• Antennes et matériel. Les petites antennes intégrées sacrifient de la portée au profit de la taille.
• Réglages radio et région. La fréquence, les limites de puissance et les réglages de votre réseau jouent tous un rôle.
• Les répéteurs. Un répéteur placé en hauteur reçoit les messages et les retransmet, si bien que deux appareils qui ne s'entendent pas peuvent quand même communiquer à travers lui.

Par défaut, les radios et traceurs ordinaires ne relaient pas les messages des autres appareils. Les répéteurs le font, et certaines radios et certains traceurs compatibles peuvent passer en mode répéteur pour relayer les appareils voisins, au prix de plus de batterie. Si vous revenez souvent au même endroit, un répéteur bien placé est généralement la plus grosse amélioration possible - voir avez-vous besoin d'un répéteur LoRa ?

Zones de sécurité : vérifiées sur votre téléphone

Une zone de sécurité est un cercle - de 100 m à 2 km - que vous tracez autour d'un lieu comme un camping ou un chalet et que vous associez à un ou plusieurs traceurs. Le traceur n'en sait rien. À chaque nouvelle position, Nelos, sur votre téléphone, la compare à la zone. Quand un traceur en est nettement sorti - Nelos attend une seconde position de confirmation pour éviter les fausses alertes dues aux imprécisions du GPS -, vous recevez une notification, puis une autre à son retour. En pratique, l'alerte arrive généralement quelques minutes après le franchissement, et seulement si votre radio est connectée et à portée du traceur.

Configurer un traceur

Votre propre radio connectée, vous ajoutez un traceur dans Nelos en le gardant près du téléphone. Nelos le configure en Bluetooth sur les réglages de fréquence de votre radio, pour que les deux s'entendent. Si vous changez ensuite le pays ou la fréquence de votre radio, ajoutez de nouveau le traceur. Les traceurs apparaissent pour votre équipe sur la carte partagée ; la version gratuite inclut un traceur par équipe.

Où vont les positions

Les demandes de position et les réponses circulent par radio entre vos appareils. Nelos ne demande pas de compte et n'envoie pas les positions des traceurs à un service cloud ; l'historique des positions reçues est stocké uniquement sur votre téléphone. Comme tout signal radio, les émissions LoRa peuvent être reçues par d'autres équipements à portée : voyez-le comme un outil de coordination pour votre groupe, pas comme un coffre-fort.

Le suivi LoRa comparé

• face aux traceurs cellulaires : le cellulaire vous joint de partout où il y a du réseau, généralement avec abonnement ; LoRa fonctionne sans réseau, mais seulement à portée radio.
• face aux balises Bluetooth comme l'AirTag : les balises dépendent des passants ; avec LoRa, vous interrogez le traceur directement. Voir AirTag ou traceur GPS.
• face au satellite : le satellite fonctionne presque partout et peut joindre les secours, généralement avec abonnement ; LoRa relie un groupe sur place sans frais récurrents. Voir maillage LoRa ou messager satellite.

Pour quels usages

Le suivi GPS par LoRa brille quand les personnes et les objets que vous suivez restent à quelques collines de vous : un chien autour du camp ou sur le sentier, des enfants au camping ou en festival, un groupe de randonnée étiré le long d'un itinéraire. Pour un traceur prêt à l'emploi, voyez le SenseCAP T1000-E ou les autres traceurs compatibles.