Αξιολόγηση επίδοσης ασύρματων δικτύων αισθητήρων τεχνολογίας LoRa για την πρόσκτηση γεωχωρικών δεδομένων σε εφαρμογές Γεωργίας Ακριβείας

Abstract

Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η διερεύνηση και αξιολόγηση της επίδοσης του πρωτοκόλλου επικοινωνίας Lora όταν εφαρμοστεί για την ενδοεπικοινωνία ασύρματων δικτύων σε τυπικές εφαρμογές Γεωργίας Ακριβείας. Πρόκειται για ένα πολλά υποσχόμενο πρωτόκολλο επικοινωνίας καθώς δίνει λύση στο πρόβλημα που ανακύπτει όταν αναγκάζουμε τα ασύρματα δίκτυα να καταναλώνουν μεγάλα ποσά ενέργειας για να στείλουμε δεδομένα μικρού όγκου καθώς και να εξυπηρετήσουμε περιοχές έντονου αναγλύφου, δύσβατες ή απομακρυσμένες εν γένει από αστικό δίκτυο και υποδομές. Η λύση έρχεται από τα δίκτυα μικρής ισχύος και μεγάλης εμβέλειας (Low Power Wide Area Networks) LPWAN. Το LoRa είναι το φυσικό επίπεδο αυτού του ασύρματου τηλεπικοινωνιακού συστήματος. Συγκεκριμένα η παρούσα μελέτη πραγματεύεται την δυναμική αυτού του πρωτοκόλλου σε σχέση με την χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, την μεγάλη κάλυψη του πεδίου σε αστικό και σε ημιαστικό περιβάλλον και την δυνατότητα διασύνδεσης σε απομακρυσμένες περιοχές όπου η συνδεσιμότητα του Διαδικτύου είναι προβληματική. Εξετάζεται ο απαιτούμενος ηλεκτρονικός εξοπλισμός όπως μικροελεγκτές, πλακέτες ανάπτυξης και εξηγείται αναλυτικά η λειτουργία της κάθε συσκευής.

The main objective of this thesis is to investigate and evaluate the performance of the Lora communication protocol when applied for the wireless network intercom in Standard Precision in Agricultural applications. It is a very promising communication protocol as it solves the problem that arises when wireless networks are being forced to consume large amounts of energy for sending small volumetric data as well as to serve highly embedded, inaccessible or remote offshore networks. The solution comes from Low Power Wide Area Networks (LPWAN). LoRa is the physical level of this wireless telecommunication system. Specifically, the present study deals with the dynamics of this protocol in terms of low power consumption, high coverage in urban and semi-urban environments, and the ability to connect to remote areas where Internet connectivity is problematic. Moreover, the required electronic equipment, such as microcontrollers, development boards is also examined, as well as the operation of each device is being explained.