Dissertação

{en_GB=A Wireless Sensor Network for Outdoor Environmental Monitoring} {} EVALUATED

{pt=Com os recentes avanços na área das tecnologias de comunicação sem fios, novos transceivers com mais alcance e menor consumo de energia. Com eles redes de longa distância de baixa potência têm vindo a tornar-se mais frequentes e menos constrangidas. Esta tese pretende propor uma rede de longa distância de baixa potência para efectuar amostragem de parâmetros ambientais com 576 nós numa área de 36 kilómetros quadrados. Para atingir este objectivo, tecnologias de comunicação sem fios e hardware para os nós sensores foram pesquisadas. Um design para os nós sensores é proposto consistindo dos sensores, dos transceivers e uma bateria. Protocolos de controlo de acesso ao meio para a tecnologia LoRa foram pesquisados e um novo protocolo é proposto. Foi desenvolvido um simulador para estimar a perfomance do protocolo e da rede. Esta tese centra-se no desenvolvimento do design dos nós sensores, no desenvolvimento do simulador e no desenvolvimento do protocolo. A performance do simulador é avaliada e mostra-se concordante com outros simuladores existentes. Os resultados das simulações apresentados mostram que o protocolo proposto aumenta a taxa de extração de pacotes e, nalguns casos, aumenta o tempo de da rede no caso proposto quando comparado com as alternativas., en=With recent advances in wireless communication technology, new radio transceivers have surfaced more range and less energy consumption. With them Low Power Wide Area Networks are becoming more frequent and less constrained. This thesis aims to propose a Low Power Wide Area Network deployment for environmental parameter sampling consisting of 576 nodes over a 36 square kilometer area. In order to achieve this goal, wireless communication technologies and hardware for the sensing nodes were surveyed. LoRa was selected for the connectivity. A design for the sensing nodes is proposed consisting of the sensors, transceivers and battery. Medium Access Control protocols for LoRa technology were surveyed and a new protocol is proposed. A simulator was developed for estimating the performance of the protocol and of the proposed network. This thesis focuses on the development of the design of the sensing nodes, the development of the simulator and the development of the protocol. The performance of the simulator is assessed and is shown to be in accordance with other existing simulators. The presented results from simulations show that the proposed protocol increases the packet extraction rate and, in some cases, increases the lifetime of the network for the proposed deployment when compared to the alternatives.}
{pt=LoRa, MAC, LPWAN, Environmental Sensors, en=LoRa, MAC, LPWAN, Sensores Ambientais}

Junho 20, 2018, 17:0

Orientação

ORIENTADOR

João Nuno De Oliveira e Silva

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar