MannaWUIG: um gateway de canal duplo com tecnologia LoRa para redes de pequeno e médio porte

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Tese de doutorado

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Membros da banca

Antonio Alfredo Ferreira Loureiro
Eduardo Coelho Cerqueira
André Augusto Mariano
Elyson Ádan Nunes Carvalho

Resumo

A utilização da Internet das Coisas (IoT) com tecnologias de redes de longa distância de baixa potência (LPWANs), está proporcionando avanços significativos para diferentes setores, como cidades inteligentes, medição inteligente, agricultura de precisão, indústria 4.0, entre outros cenários, auxiliando na tomada de decisões de soluções/aplicações mais eficientes. A tecnologia LoRa se mostra promissora para redes LPWANs e tem sido foco de estudos e aplicações, empregada em conjunto com o protocolo de comunicação LoRaWAN. Redes que optam por utilizar LoRaWAN possuem a características de upstream de acesso aleatório, que em redes com muitos dispositivos promovem colisões de pacotes, congestionamentos, latência e maior consumo de bateria por parte dos dispositivos. Uma solução para esse problema é a utilização de gateways com capacidade de receber dados simultâneos em diferentes canais, contudo possuem um elevado custo de aquisição, consumindo boa parte do orçamento para redes privadas de pequeno e médio porte. Este trabalho propõe o projeto e desenvolvimento de um gateway inteligente para aplicações IoT em redes de pequeno e médio porte, visando a criação de tecnologia nacional nesta área.

Abstract

The use of the Internet of Things (IoT) with low-power wide area network technologies (LPWANs) is providing significant advances for different sectors, such as smart cities, smart metering, precision agriculture, industry 4.0, among other scenarios, helping decision mak- ing for more efficient solutions/applications. LoRa is a promising technology for LPWAN networks and has been the focus of studies and applications used in simultaneousness with the LoRaWAN communication protocol. Networks that choose to use LoRaWAN have the characteristics of random access upstream, which in networks with many devices promote packet collisions, congestion, latency, and higher battery consumption by the devices. A solution to this problem is the use of gateways capable of receiving simultaneous data on different channels. However, they have a high acquisition cost, consuming a good part of the budget for small and medium-sized private networks. This work proposes an intelligent gateway design and development for IoT applications in small and medium-sized networks, aiming for a national technology creation in this area.

Assunto

Engenharia elétrica, Internet das coisas, Hardware, Redes de sensores sem fio

Palavras-chave

Gateway, LoRa, LoRaWAN, IoT, RSSF, Hardware, Múltiplos-canais

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