LoRaWAN és 5G alapú vízdinamikai szenzorhálózat
Manapság egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek az automatizálásra minden munkaterületen. A dolgok internete lehetőséget kínál kiterjedt szenzorhálózatok telepítéséhez és költséghatékony működtetéséhez. Számos alacsony energiafogyasztású, ugyanakkor nagy hatótávolságú kommunikációt lehetővé tevő protokoll jelent meg a piacon, mint például a SigFox és a LoRaWAN. A mobilhálózatok is nyújtanak ilyen szolgáltatásokat, melyekből a legelterjedtebbek a negyedig generációs hálózatokban elérhető Cat-M1 és NB-IoT. Az említett megoldások mind LPWAN kommunikációt biztosítanak, ami alacsony fogyasztás mellett teszi lehetővé a ritkán küldött, kis csomagméretű kommunikációt.
A cellás mobilhálózatok legújabb generációjában bár voltak tervek IoT LPWAN kommunikáció megvalósítására is, jelenleg ilyen szolgáltatások egyelőre nem érhetőek el. Az ötödik generációs mobilhálózatok gyors és megbízható kommunikációt tesznek lehetővé az eszközök között. Bár nem IoT szenzorhálózatok támogatása a célja ezeknek a mobilhálózatoknak, nagy hangsúlyt fektetnek a gépek közötti kommunikációra, ami a dolgok internetének is az alapját képezi. Érdemes tehát megvizsgálni, hogy az ötödik generációs mobilhálózatok mennyire képesek egyes IoT szenzorhálózatok megbízható kommunikációjának biztosítására.
Dolgozatomban egy limonlógiai szenzorhálózat optimális működtetését tervezem megvalósítani és a távoli monitorozáshoz és adattároláshoz szükséges kommunikációt biztosítani. A szenzorhálózat feladata talajmenti vizek hullámzásának vizsgálata. A mérőmodulok akkumulátoros tápellátással kell méréseket végezzenek minél hosszabb ideig ciklikusan. A mérési eredmények hasznos információt nyújtanak tavaink állapotainak vizsgálatára és a szél által kialakuló változások megismerésére, melyre csak kiterjedt szenzorhálózat segítségével van lehetőségünk. A piacon elérhető hullámzásmérő eszközök komoly beruházást igényelnek, ezért több ponton való mintavételezést nem szoktak velük végezni. Az általam használandó eszközök kis költségűek és méretűek, így költséghatékonyan tudunk belőlük többet elhelyezni a vizsgálandó területen, ezáltal teljesebb képet kapva a tó helyzetéről. Komoly kihívást jelent, hogy a kialakítandó mérési környezetben az LPWAN hálózatoknál megszokottól nagyobb a küldendő nyers adatméret a nagy mérési idő és mintavételezési frekvencia miatt.
Először LoRaWAN hálózat segítségével igyekszem megoldani az adatok elküldését és a minél kisebb fogyasztást, majd az ötödik generációs hálózatot használva is megvizsgálom annak használhatóságát. Az új generációs mobilhálózatot használva először a LoRaWAN hálózatot, mint biztonsági redundáns kommunikációt használom, ezért megtartom az ahhoz használt működési struktúrát. Ezek után a működést módosítva megfigyelem, hogy ritkább, tömbösített adatküldés mellett, mennyire megbízható és energiatakarékos rendszer alakítható ki csak a mobilhálózatot használva.
A dolgozat célja az említett limnológiai mérőrendszer igényeit kielégítő kommunikáció és működés vizsgálata. Először egy legolcsóbb módszert (LoRaWAN), majd pedig egy legmegbízhatóbb módszert (5G) használva.
szerző
-
Jászberényi Áron István
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Cinkler Tibor
egyetemi tanár, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék -
-
Dr. Seres Gergely
Expert, Chief Architect of Software Technology, Ericsson Magyarország Kft (külső)
