Publicação: Otimização da seleção de parâmetros de transmissão de redes LORA Mesh de gateway single channel em ambientes rurais
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Silva, Éderson Rosa da
Resumo
A tecnologia Long Range (LoRa) possui como característica possibilitar transmissões
wireless de dados a longas distâncias com taxas limitadas, porém utilizando
dispositivos com custo reduzido, uma potência baixa e, como consequência, com um
consumo energético pequeno. A camada física deste tipo de rede é configurada,
principalmente, por quatro parâmetros, sendo eles o spreading factor, a taxa de
código, a potência de transmissão e a largura de banda. Tais parâmetros são
responsáveis por ajustar a operação da comunicação em relação à taxa de
transmissão, robustez a ruídos e interferências, alcance do sinal e consumo de
energia. Portanto, é essencial que a escolha dos valores destes parâmetros seja
realizada de forma a otimizar o desempenho da rede LoRa em referência às
características mencionadas. Para redes instaladas em determinadas localizações,
como em ambientes rurais, por exemplo, tal escolha possui uma relevância ainda
maior, visto que, para aplicações deste tipo, muitas vezes os transmissores se
encontram em locais pouco acessíveis que dificultam a realização de manutenções
gerais do dispositivo, como uma reconfiguração dos parâmetros ou uma substituição
de bateria. Neste contexto, este trabalho possui como proposta apresentar o
desenvolvimento de um método baseado em algoritmos genéticos, capaz de definir
uma configuração de parâmetros de transmissão de uma rede LoRa Mesh de gateway
single channel para ambientes rurais que otimize a taxa de transmissão dos
dispositivos, condicionado a não exceder um limite máximo de consumo energético
estabelecido. Além disso, utilizando como base o modelo de propagação Log-Distância, desenvolveu-se uma modelagem de perda de caminho para comunicações
LoRa em áreas rurais, possibilitando uma representação mais fiel à prática e, como
consequência, resultando em maior confiabilidade das análises realizadas.
Abstract
The Long Range (LoRa) technology has the characteristic of enabling wireless data
transmission over long distances with limited rates, but using devices with reduced
cost, a low power and, as a consequence, with a low energy consumption. The physical
layer of this type of network is mainly configured by four parameters - the spreading
factor, the code rate, the transmission power and the bandwidth. These parameters
are responsible for adjusting the communication operation in relation to the
transmission rate, noise and interference robustness, signal range and power
consumption. Therefore, it is essential that the choice of values for these parameters
is carried out in order to optimize the performance of the LoRa network in reference to
the mentioned characteristics. For networks installed in certain locations, such as in
rural environments, for example, this choice has even greater relevance, since, for
applications of this type, transmitters are often located in scarcely accessible areas
that make it difficult to carry out general maintenances of the device, such as a
reconfiguration of parameters or a battery replacement. In this context, this work
proposes to present the development of a method based on genetic algorithms,
capable of define a configuration of transmission parameters of a single channel
gateway LoRa Mesh network for rural environments that optimizes the transmission
rate of the devices, conditioned not to exceed an established maximum energy
consumption limit. Furthermore, using the Log-Distance propagation model as a basis,
a path loss model for LoRa communications in rural areas was developed, enabling a
representation that is more faithful to practice and, as a consequence, resulting in
greater reliability of the performed analyzes.
Palavras-chave
Algoritmos genéticos, Genetic algorithms, LoRa, LoRa, Mesh, Mesh, Redes em ambientes rurais, Networks in rural environments
Citação
BUENO, Henrique de Oliveira. Otimização da seleção de parâmetros de transmissão de redes LORA Mesh de gateway single channel em ambientes rurais. 2021. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.608
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto