Эксперимент с многопротокольной LoRa для приложений отслеживания

Предпосылки: Интернет вещей (IoT) представляет собой развивающуюся парадигму, преобразующую объекты реального мира в более интеллектуальные устройства. IoT применим в различных областях, включая здравоохранение, интеллектуальные энергосети и сельское хозяйство. Технология беспроводных сетей дальней связи с низким энергопотреблением (LPWAN) позволяет передавать данные на большие расстояния с низкой скоростью передачи без использования Интернета. Поэтому эта технология подходит для передачи данных измерений датчиков в приложениях IoT. Сети LPWAN, такие как LoRa, используют топологию «звезда» для максимального расширения зоны покрытия при максимально допустимой мощности передачи с учетом условий окружающей среды в области испытаний и используемых параметров LoRa. Однако разработка приложений в сельской местности часто ограничена отсутствием подключения к Интернету, при этом нередко требуется увеличить дальность связи между узлом датчика и шлюзом. Цель: Целью настоящего исследования является увеличение дальности передачи от конечного узла до шлюза путем добавления промежуточного узла, выполняющего функцию ретранслятора между ними. Методика: Применялась статическая маршрутизация, при которой широковещательные данные от конечного узла сначала пересылались на промежуточный узел, а затем на шлюз. Результаты: Дальность передачи LoRa была увеличена за счет изменения топологии с одноранговой на многопрыжковую. Между передатчиком (конечным узлом) и шлюзом был установлен промежуточный узел. В проведенном эксперименте многопрыжковая конфигурация со статическими маршрутами позволила увеличить расстояние со 150 метров (один переход) до 250 метров (несколько переходов) при коэффициенте доставки пакетов 97%. В эксперименте для определения положения датчика использовался GPS-приемник Ublox Neo; его испытание на конечном узле показало точность 2,4% для широты и 0,2% для долготы. Заключение: Дальность передачи от узла датчика до шлюза может быть увеличена с помощью статической маршрутизации путем установки промежуточного узла между шлюзом и узлом датчика. Данные от конечного узла успешно принимались шлюзом.