Nemeus crée un collier connecté longue durée pour surveiller le bétail

La société française d’ingénierie électronique Nemeus a développé Mozaë, un collier connecté pour bovins commandé par le groupe Seenergi et Gènes Diffusion. Alliant les technologies LoRaWAN, Bluetooth LE et le nRF52840 de Nordic, cet appareil est destiné à la surveillance à distance des troupeaux, aux mises à jour évolutives et offre une autonomie de plusieurs années.

Développé pour un groupe de conseil en élevage

Nemeus développe des systèmes RF et IoT sécurisés sur mesure, couvrant le matériel, les logiciels embarqués, l’industrialisation et l’accompagnement à la production. Pour Mozaë, l’entreprise a conçu l’électronique, le micrologiciel, la documentation de fabrication et l’environnement de test de production.

Seenergi est un groupe français de conseil en élevage regroupant Conseil Élevage 25-90, Littoral Normand, Origenplus, Seenorest et Seenovia. En collaboration avec Gènes Diffusion, il a cherché à développer son propre capteur de surveillance des bovins destiné aux exploitations d’élevage professionnelles.

Parmi les exigences clés figuraient une détection réactive des périodes de chaleur et des vêlages, une connectivité fiable pour les troupeaux en plein air éloignés d’une passerelle, des mises à jour du micrologiciel à l’échelle de l’ensemble du parc, un coût optimisé et une autonomie de batterie cible de plus de huit ans.

Suivi de l’activité animale et des événements clés

Fixé au collier de l’animal, Mozaë analyse les données de mouvement et de température. Il permet de détecter les cycles de chaleur, les vêlages, le comportement alimentaire, ainsi que les périodes passées couchées, debout et au repos.

Le protocole LoRaWAN transmet des données statistiques destinées aux applications de surveillance web et mobiles de Mozaë. Cela offre aux éleveurs une visibilité en temps réel sur leur troupeau et facilite la prise de décision lors des étapes importantes de la vie d’un animal.

Selon Nemeus, la solution est déployée dans plus de 2 000 exploitations et sur 150 000 bovins, avec un taux de détection des chaleurs déclaré de 95 %.

Une conception à contrôleur unique réduit la complexité

Le SoC multiprotocole nRF52840 gère l’acquisition des données de l’accéléromètre, le traitement embarqué, le Bluetooth LE et la logique d’application. Un émetteur-récepteur LoRa externe assure la communication LoRaWAN dans la bande 868 MHz.

Nemeus a opté pour une conception à contrôleur unique plutôt que de répartir les fonctions Bluetooth LE et applicatives ou LoRaWAN entre deux processeurs. Cela élimine la communication inter-processeurs et les composants redondants, réduisant ainsi la complexité du circuit imprimé, les besoins en mémoire Flash et les efforts de gestion du micrologiciel.

Le collier est alimenté par une pile au lithium LS14500 soudée, logée dans un boîtier encapsulé dans de la résine conforme à la norme IP69K. Un faible courant de repos, des cycles de service radio contrôlés, des stratégies de mise en veille et le convertisseur CC/CC intégré du nRF52840 permettent de gérer le budget énergétique pendant les pics de transmission LoRaWAN.

Bluetooth LE pour les mises à jour à l’échelle de la flotte

Le Bluetooth LE prend en charge l’appairage des capteurs, la configuration, la lecture locale de l’état et les mises à jour du micrologiciel à partir d’un smartphone. Un éleveur peut mettre à jour un collier, qui distribue ensuite le micrologiciel aux autres balises via Bluetooth LE.

Ce mécanisme s’appuie sur la pile DFU de Zephyr et intègre une logique de diffusion et de balayage à faible consommation développée par Nemeus. Plusieurs colliers mis à jour peuvent servir de sources de distribution, ce qui réduit les interventions manuelles tout en limitant l’impact des mises à jour sur l’autonomie de la batterie.

De la collecte de données au produit industriel

Le projet a débuté avec un capteur de validation de concept qui collectait des données brutes d’accéléromètre sur une carte microSD. Ces données ont permis de développer l’algorithme de détection des chaleurs et des vêlages de Seenergi, qui est intégré à l’appareil industriel.

Nemeus a créé des scénarios de test de fin de ligne ainsi que la chaîne d’outils de production associée. L’entreprise continue également d’accompagner Seenergi dans l’analyse des journaux et des défaillances, la mise en place de bancs d’essai automatisés, la reproduction des bogues et la validation des corrections.

Pour les intégrateurs de systèmes et les fournisseurs de solutions, Mozaë montre comment LoRaWAN et Bluetooth LE peuvent être combinés dans un dispositif de surveillance du bétail à faible consommation d’énergie. LoRaWAN prend en charge la communication à longue distance depuis les troupeaux en pâturage, tandis que Bluetooth LE fournit un canal local pour l’installation, la maintenance et la gestion évolutive du micrologiciel.

Pour plus d’informations sur le projet de surveillance du bétail Nemeus : https://nemeus.fr/projets/iotee-capteur-monitoring/