LoRaWANin hyödyntäminen datan keruussa
Hosionaho, Henri (2023)
2023
Tieto- ja sähkötekniikan kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Computing and Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-05-11
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305085425
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305085425
Tiivistelmä
Langattoman tiedonsiirron kehitys on ollut esineiden internet (engl. Internet of Things, IoT) -sovellusten yleistymisen taustalla hyvin merkittävässä roolissa. IoT-laitteita käytetään yhä monipuolisemmin eri sovelluksissa, minkä vuoksi internetiin liitettävien laitteiden määrän on ennustettu kasvavan lähitulevaisuudessa merkittävästi. Tämä on ollut merkittävänä motivaationa uusien verkkotekniikoiden kehittämiselle.
IoT-laitteet asettavat niitä varten suunnitelluille verkkotekniikoille haasteita rajoittuneiden resurssiensa vuoksi. Tämän vuoksi verkkotekniikat tulee monesti pitää hyvin yksinkertaisina, jolloin monia verkkotekniikoille tyypillisiä ominaisuuksia joudutaan karsimaan. Työssä käsiteltävässä LoRaWAN-verkkotekniikassa on haluttu pitkän kantaman lisäksi saavuttaa hyvin matala virrankulutus, mikä lisää haasteita entisestään.
Työssä perehdytään tarkemmin kyseisen verkkotekniikan teknisiin ominaisuuksiin, sekä pohditaan kuinka ne vaikuttavat sen suorituskykyyn ja soveltuvuuteen. LoRaWANissa on monia verkkotekniikan suorituskykyä parantavia ominaisuuksia, mutta erityisesti siirtotien varauskerroksen (engl. Media Access Control, MAC) toteutus aiheuttaa tekniikalle rajoitteita. Merkittävin MAC-kerroksesta aiheutuva rajoitte on LoRaWANin huono skaalautuvuus.
Työssä suoritettiin mittaukset Suomen LoRaWAN-verkosta vastaavan Digitan verkolle. Mittauksessa havaittiin LoRaWANin suoriutuvan hyvin pidemmilläkin etäisyyksillä. Samalla kuitenkin huomattiin verkkotekniikan rajoittavia tekijöitä. Näistä merkittävimpiä oli päätelaitteiden lähettämien pakettien katoaminen. Verkkotekniikka kuitenkin suoriutui hyvin sille suunnatusta tehtävästä, sensoridatan välittämisestä palvelimelle, mikä havainnolistaa kuinka eri käyttötarkoituksiin soveltuvinta verkkotekniikkaa valittaessa on ymmärrettävä tekniikoiden ominaisuudet ja rajoitteet.
IoT-laitteet asettavat niitä varten suunnitelluille verkkotekniikoille haasteita rajoittuneiden resurssiensa vuoksi. Tämän vuoksi verkkotekniikat tulee monesti pitää hyvin yksinkertaisina, jolloin monia verkkotekniikoille tyypillisiä ominaisuuksia joudutaan karsimaan. Työssä käsiteltävässä LoRaWAN-verkkotekniikassa on haluttu pitkän kantaman lisäksi saavuttaa hyvin matala virrankulutus, mikä lisää haasteita entisestään.
Työssä perehdytään tarkemmin kyseisen verkkotekniikan teknisiin ominaisuuksiin, sekä pohditaan kuinka ne vaikuttavat sen suorituskykyyn ja soveltuvuuteen. LoRaWANissa on monia verkkotekniikan suorituskykyä parantavia ominaisuuksia, mutta erityisesti siirtotien varauskerroksen (engl. Media Access Control, MAC) toteutus aiheuttaa tekniikalle rajoitteita. Merkittävin MAC-kerroksesta aiheutuva rajoitte on LoRaWANin huono skaalautuvuus.
Työssä suoritettiin mittaukset Suomen LoRaWAN-verkosta vastaavan Digitan verkolle. Mittauksessa havaittiin LoRaWANin suoriutuvan hyvin pidemmilläkin etäisyyksillä. Samalla kuitenkin huomattiin verkkotekniikan rajoittavia tekijöitä. Näistä merkittävimpiä oli päätelaitteiden lähettämien pakettien katoaminen. Verkkotekniikka kuitenkin suoriutui hyvin sille suunnatusta tehtävästä, sensoridatan välittämisestä palvelimelle, mikä havainnolistaa kuinka eri käyttötarkoituksiin soveltuvinta verkkotekniikkaa valittaessa on ymmärrettävä tekniikoiden ominaisuudet ja rajoitteet.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [10016]