Infraestrutura LoRaWAN para monitoramento de ambientes costeiros: avaliação experimental da cobertura de rede com gateways fixo e portátil

Abstract

Os oceanos cumprem um papel importante na economia e nas mudanças climáticas mundiais. Para auxiliar em pesquisas referente a este assunto, este trabalho traz um estudo de cobertura de uma rede de IoT (Internet of Things) utilizando-se de um gateway (GW) com tecnologia LoRaWAN através de hardware e software embarcado em um Raspberry Pi, instalado no Molhes da Barra em Itajaí-SC, que pode ser utilizado para receber dados de pesquisadores em áreas marinhas e costeiras na foz do Rio Itajaí-Açu. Além disto, é apresentado um GW de modelo comercial capaz de operar com conexão à internet por dados de telefonia móvel e alimentação por baterias, podendo ser posicionado em locais de interesse para realizar testes de cobertura sem a necessidade de uma instalação fixa. Foram utilizados dispositivos finais de modelos comerciais e protótipos, instalados em embarcações, para verificar a cobertura principalmente do GW do Molhes da Barra e de um ponto de interesse em Bombinhas-SC com o GW portátil. Os testes de cobertura com o GW do Molhes de Barra apresentaram distâncias de transmissão superiores a 5 km, viabilizando a recepção de uplinks LoRaWAN para pesquisas que podem utilizar-se desta infraestrutura de rede.

The oceans play an important role in the world's economy and climate changes. Aiming in aiding research in oceans, this paper brings a coverage study of an IoT (Internet of Things) network, making usage of a gateway (GW) with LoRaWAN technology, with hardware and software on a Raspberry Pi, installed at Molhes da Barra in Itajaí - Brazil, which can be used to receive data from researches in maritime and coastal areas around the mouth of the Itajaí-Açu River. Alongside that, is presented a portable gateway capable of operating with internet connection with mobile cellphone data network, powered by batteries, which can be installed in points of interest, to make coverage tests, without the need for permanent installs. Commercial and prototype end-devices were used, installed in boats to verify the coverage of Molhes da Barra gateway and a point of interest with the portable gateway at Bombinhas - Brazil. The coverage tests of Molhes de Barra gateway presented transmission distances further than 5 km, enabling LoRaWAN uplinks receptions for the researches that could benefit from this tecnology.