Autor |
Albuquerque, Eliel de; |
Lattes do autor |
http://lattes.cnpq.br/5695105437327571; |
Orientador |
Both, Cristiano Bonato; |
Lattes do orientador |
http://lattes.cnpq.br/2658002010026792; |
Instituição |
Universidade do Vale do Rio dos Sinos; |
Sigla da instituição |
Unisinos; |
País da instituição |
Brasil; |
Instituto/Departamento |
Escola Politécnica; |
Idioma |
pt_BR; |
Título |
Multi-LoRa - Rede de Comunicação com LoRa multi-rádio e multi-hop para IoT em larga escala; |
Resumo |
Os dispositivos de IoT (Internet of Things) devem cobrir grandes áreas de terras agricultáveis para coletar informações vitais, evitando perdas financeiras para melhorar a eficiência na agricultura. É fundamental realizar coleta de dados em fazendas onde a conectividade de rede é uma limitação. Rede LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), de longa distância, fornece uma ampla área de cobertura para aplicativos IoT, usando bandas de frequência não licenciadas com baixo consumo de energia e taxa de transferência. No entanto, LoRaWAN não é adequada para aquisição de dados em fazendas com milhares hectares e cobertura igual ou superior as dimensões apresentadas na literatura em regiões com declive ou aclive de solo. A tecnologia LoRa (Long-Range) surge como uma solução promissora em aplicações que exige implantação
com extensões iguais ou maiores a área recomendada. No entanto, uma arquitetura multi-rádio e multi-hop deve ser projetada para lidar com as limitações da implantação da tecnologia LoRa em cenários de grande escala, como sua natureza half-duplex. Este trabalho apresenta uma arquitetura de comunicação LoRa multi-rádio e multi-hop para aprimorar a cobertura e o serviço para implantação de IoT em larga escala em áreas rurais chamado Multi-LoRa. Além disso, um protótipo de hardware é apresentado para implementar fisicamente a arquitetura Multi-LoRa. Os resultados mostram que Multi-LoRa efetivamente mitiga as dificuldades de comunicação multi-hop sobre LoRa para implantação de IoT em larga escala. Multi-LoRa reduziu o atraso em 60% e perda de pacotes em 2.9% em comparação com diferentes configurações de Multi-LoRa em um ambiente de teste físico em pequena escala e ambiente de emulação em grande escala.; |
Abstract |
IoT (Internet of Things) devices must cover large areas of arable land to collect vital information, avoiding financial losses to improve efficiency in agriculture. It is critical to perform data collection on farms where network connectivity is a limitation. LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) provides a wide coverage area for IoT applications using unlicensed frequency bands with low power consumption and low throughput. However, LoRaWAN is not suitable for data acquisition on farms with thousands of hectares and coverage equal to or greater than dimensions presented in the literature in regions with slope or slope of soil, a multi-hop LoRa (Long-Range) network has emerged as a promising solution in applications that require deployment with extensions equal to or greater than the area recommended. However, a multihop architecture must be designed to deal with the limitations of deploying LoRa in large-scale scenarios such as its half-duplex nature. This work presents a multi-radio and multi-hop LoRa communication architecture to improve the coverage and service for large-scale IoT deployment
in rural areas called Multi-LoRa. Furthermore, we present a hardware prototype to physically implement the Multi-LoRa architecture. The results show that Multi-LoRa effectively mitigates the difficulties of multi-hop communication over LoRa for large-scale IoT deployment. Multi-LoRa reduced delay by 60% and packet loss by 2.9% compared to different Multi-LoRa configurations in a small-scale physical test environment and large-scale emulation environment.; |
Palavras-chave |
LoRa; Multi-rádio; Multi-hop; IoT; Multi-radio; |
Área(s) do conhecimento |
ACCNPQ::Ciências Exatas e da Terra::Ciência da Computação; |
Tipo |
Dissertação; |
Data de defesa |
2022-07-26; |
Agência de fomento |
Nenhuma; |
Direitos de acesso |
openAccess; |
URI |
http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/11890; |
Programa |
Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada; |