Dissertação

Development of Low-cost LoraWan Gateway for Private Deployments EVALUATED

O principal objetivo da tese apresentada nesta dissertação é a implementação de uma gateway LoRaWAN de baixo custo. Para implementar esta gateway foram utilizados módulos LoRa capazes de receber em apenas uma frequência. Com esta limitação, surge a necessidade de resolver dois problemas expostos em seguida. O primeiro problema é a vulnerabilidade a jamming, um jammer poderia causar interferência propositada na frequência utilizada pela gateway, comprometendo o correcto funcionamento do sistema. Para resolver este problema, foi desenvolvido um sistema de frequency-hopping. Este mecanismo faz com que as transmissões sucessivas saltem de frequência em frequência, de forma a limitar as faixas de frequências afectadas por um atacante que utilize um jammer. Para colmatar esta vulnerabilidade, a gateway foi implementada com dois módulos LoRa, cada um capaz de operar numa frequência distinta. O segundo prende-se com a garantia de que os pacotes prioritários são corretamente recebidos pela gateway. Este problema foi resolvido utilizando um sistema de reserva de time-slots livres de contenção. Ou seja, um determinado nó pode reservar um determinado período de tempo para enviar os seus pacotes prioritários. O desempenho do sistema desenvolvido foi testado experimentalmente. O teste de alcance das comunicações permite concluir que se permitem distâncias de pelo menos 4.9 quilómetros, entre os dispositivos e a gateway. Foi testada a aleatoriedade das sequencias de saltos na frequência, que permitiu concluir um nivel de aleatoriedade suficiente, tendo em conta as necessidades desta aplicação. Foram ainda testadas as extensões feitas ao LoRaWAN (frequency-hopping e reserva de time-slots).
IoT, LPWAN, LoRaWAN, Gateway

Novembro 13, 2017, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

António Manuel Raminhos Cordeiro Grilo

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar