Многоуровневая инфраструктура LoRaWAN для интеллектуального управления отходами

Сеть дальней связи широкого радиуса действия (Long Range Wide Area Network, LoRaWAN) быстро стала одной из ключевых технологий, обеспечивающих разработку архитектур Интернета вещей (Internet of Things, IoT). В научной литературе представлен широкий спектр различных решений, основанных на этой технологии связи; однако большинство таких архитектур ориентировано на системы, выполняющие одну задачу. В отличие от них, цель настоящей работы — представить архитектуру инфраструктуры LoRaWAN, объединяющей в одной сети различные типы сервисов в рамках одной из наиболее значимых подсистем экосистемы «умного города», а именно интеллектуального управления отходами. Предлагаемая архитектура использует весь спектр классов LoRaWAN и интегрирует узлы возрастающей сложности в соответствии с выполняемыми ими функциями. Нижний уровень архитектуры занимают интеллектуальные контейнеры, которые просто собирают данные о своем состоянии. На следующих уровнях интеллектуальные пункты сбора отходов обеспечивают взаимодействие с пользователями, а также реализацию асинхронных запросов нисходящей линии связи. На верхнем уровне подразделения видеонаблюдения (Video Surveillance Units, VSUs) оснащены возможностями машинного обучения для обнаружения пожаров вблизи контейнеров или пунктов сбора отходов, что обеспечивает полноценную реализацию парадигмы периферийных вычислений (Edge Computing). Предлагаемая сетевая инфраструктура и ее подсистемы были протестированы в лабораторных и полевых условиях. В результате исследования уровень технологической готовности предлагаемой технологии был повышен до третьего уровня (Technology Readiness Level, TRL 3).