Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Νίκος Πασσάς, Ειδικό Διδακτικό Προσωπικό, Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Σε ένα ταχύτατα μεταβαλλόμενο τεχνολογικά κόσμο, όπου πολλές συσκευές χρειάζεται να είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο προσφέροντας πολλαπλές υπηρεσίες στον τελικό χρήστη, η ανάγκη για υψηλή συνδεσιμότητα και χαμηλή κατανάλωση ισχύος είναι απαραίτητη. Τόσο το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT), όσο και η επιθυμία του χρήστη να είναι πάντα συνδεδεμένος και να αλληλεπιδρά με το φυσικό και εικονικό περιβάλλον, είναι οι καθοριστικοί παράγοντες οι οποίοι δημιουργούν αυτή την ανάγκη. Οι απατήσεις σε πρακτικό και τεχνικό επίπεδο είναι αρκετές και επιτακτικές, δεδομένου ότι ένας πολύ μεγάλος όγκος δεδομένων πρέπει να ανταλλάσσεται ασύρματα, με υψηλή ταχύτητα, διατηρώντας ταυτόχρονα την επικοινωνία ασφαλή. Τα δίκτυα χαμηλής κατανάλωσης ισχύος και ευρείας εμβέλειας (LPWAN) αποτελούν ένα ανερχόμενο δικτυακό υπόδειγμα στον τομέα των επικοινωνιών IoT. Κύριος στόχος τους είναι
οι συσκευές τύπου αισθητήρα να μπορούν να στέλνουν αποτελεσματικά τα δεδομένα τους σε ένα συγκεντρωτή βάσει ενός περιοδικού διαστήματος ή ενός σχήματος εντοπισμού συμβάντων, χρησιμοποιώντας όσο λιγότερη ενέργεια γίνεται για να φτάσουν τον απομακρυσμένο συλλέκτη. Η πραγματοποίηση αυτού του στόχου είναι εφικτή, μεταξύ άλλων, μέσω των τεχνολογιών LoRa και LoRaWAN. Η τεχνική διαμόρφωσης LoRa εφαρμόζεται σε σήματα που ακολουθούν το πρωτόκολλο LoRaWAN και υπόσχεται μεγάλη εμβέλεια, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων. Η τεχνολογία αυτή έχει συμβάλλει στην ανάπτυξη πολλών εφαρμογών ΙοΤ που εφαρμόζονται σε μία πληθώρα από καθημερινά ζητήματα όπως η διαχείριση ενέργειας, η προστασία από φυσικές καταστροφές, ο έλεγχος της περιβαλλοντολογικής μόλυνσης και η ανίχνευση πιθανών καταστροφών. Η παρούσα εργασία αναλύει τόσο την τεχνική διαμόρφωσης LoRa – η οποία ανήκει στο φυσικό επίπεδο – όσο και το πρωτόκολλο επιπέδου ελέγχου πρόσβασης μέσου (MAC) LoRaWAN, το οποίο εφαρμόζεται πάνω στο LoRa. Σε πρώτη φάση, χτίζουμε το θεωρητικό υπόβαθρο για αυτές τις δύο τεχνολογίες. Έχοντας καθορίσει αυτό, προχωράμε στον ορισμό και στην υλοποίηση δύο πειραματικών σεναρίων με σκοπό την ανάδειξη των πραγματικών
δυνατοτήτων αυτής της στοίβας δικτύου. Συγκεκριμένα, με τον γενικής χρήσης εμπορικό εξοπλισμό LoRaWAN που διαθέτουμε, εκτελούμε μία σειρά μετρήσεων προκειμένου να κατανοήσουμε τη συσχέτιση μεταξύ ορισμένων παραμέτρων των ζεύξεων LoRa (π.χ., SF) και κάποιων κοινών μετρικών απόδοσης στα δίκτυα (π.χ., RSSI). Τέλος, επεξεργαζόμαστε τα αποτελέσματα που προκύπτουν από αυτά τα πειράματα και τα αναπαριστούμε με απτό και κατανοητό τρόπο σε μία ειδικά προσαρμοσμένη εφαρμογή παγκόσμιου ιστού.
Λέξεις-κλειδιά:
LPWAN, LoRa, LoRaWAN, IoT, Σενάρια μετρήσεων, ReactJS
