Implantação e Avaliação de uma Rede Sem-Fio de Longo Alcance e Baixa Potência para Cidades Inteligentes

Abstract

Redes LPWAN (Low-Power Wide-Area Network) são um tipo de rede sem-fio projetada para cobrir uma extensa área a uma baixa taxa de transferência de bits. Entre as tecnologias LPWAN, o padrão aberto LoRaWAN destaca-se por operar em uma faixa de frequência aberta, atingir um longo alcance, pouco consumo de energia e baixo custo dos equipamentos. Este artigo descreve a implantação e avaliação de uma rede LoRaWAN para apoiar a construção do conceito de cidades inteligentes no município de Toledo/PR. A avaliação considera a qualidade do sinal em diversos pontos do município e confronta os dados obtidos com um modelo de simulação. Também são apresentados o plano para expansão da rede e algumas aplicações em desenvolvimento.

Em Busca de um Algoritmo de Retransmissão em Redes LoRaWAN

“…Neste primeiro cenário, exibido na Figura 3, simulou-se o deslocamento do dispositivo final e registrou-se o percentual de pacotes recebidos nos gateways. O posicionamento dos gateways obedece ao projeto em andamento para implantac ¸ão da rede LoRaWAN na cidade de Toledo [Rossato et al 2020] e atualmente apenas o Gateway 1 da Figura 3 encontra-se instalado e operando. Os gateways são adicionados conforme a ordem de numerac ¸ão, e cada ponto apresentado na Figura 4 foi simulado 100 vezes.…”

“…Conforme observado em trabalhos anteriores [da Silva et al 2020, Rossato et al 2020, Ferreira et al 2020, dispositivos empregados para rastrear objetos móveis geralmente perdem pacotes quando, por exemplo, o objeto passa por locais onde há obstáculos para propagac ¸ão das ondas eletromagnéticas. Os resultados de simulac ¸ão obtidos demonstram que o algoritmo CR-LoRaWAN é capaz de atenuar a perda de pacotes, aumentando em 15% a taxa de pacotes recebidos em um cenário com 3-5 gateways e alta obstruc ¸ão.…”

Simulação do monitoramento de veículos em uma rede LoRaWAN usando NS-3

“…Essa, por sua vez, utiliza o protocolo de rede LoRaWAN para o gerenciamento da comunicac ¸ão entre dispositivo IoT e pontos de acesso, também chamados de gateways. A rede LoRaWAN permite a implantac ¸ão de uma rede de baixo custo, flexível e em grande escala por utilizar uma largura de banda não licenciada [Rossato et al 2020].…”

Técnicas de Geolocalização em Redes LoRaWAN como Abordagem de Tolerância a Falhas para Dispositivos IoT Baseados em GPS

“…Esta proposta surgiu de uma parceria envolvendo o município e a universidade que visa desenvolver uma aplicac ¸ão para rastrear caminhões de coleta seletiva de lixo no conceito de cidades inteligentes. Os caminhões utilizam de GPS para enviar as suas coordenadas geográficas para a rede através da rede LoRaWAN já instalada na universidade [Rossato et al 2020]. Ocorre em alguns momentos a perda de conexão do GPS com o satélite, gerando a falha total do sistema, sendo impossível identificar a posic ¸ão do caminhão até recuperar conexão GPS.…”