Implementação de uma rede híbrida LoRaWAN/LoRaMESH no Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas da UFOP.

Abstract

A rede LoRa (Long Range) é uma tecnologia de comunicação sem fio, não licenciada, de baixa potência e longo alcance projetada para suportar aplicações de Internet das Coisas (IoT). Essa rede oferece uma solução eficiente e econômica para conectar dispositivos inteligentes, sensores e atuadores em diversas áreas, como agricultura, monitoramento ambiental, cidades inteligentes e indústria. Seu protocolo base é o LoRaWAN, no qual se baseia na topologia estrela que consiste na comunicação de um dispositivo final com o gateway sem nenhum intermediário. Entretanto, esta topologia apresenta uma limitação significativa em relação a distância de comunicação, já que se trata de apenas um dispositivo se comunicando com outro o que fica restrito à capacidade dos equipamentos envolvidos e às interferências externas. Este trabalho visa ampliar a comunicação da rede LoRaWAN através da aplicação de uma topologia mesh agregada a ela, formando assim uma rede LoRa híbrida. Desta forma um dispositivo final poderá receber informação de um outro e repassar as mensagens entre nós intermediários até atingir o ponto alvo. A metodologia utilizada compreende a implementação de uma ponte entre as redes LoRaWAN e LoRaMESH, utilizando módulos da Radioenge® e dispositivos como o ESP 8266, afim de testar a transmissão em diferentes condições de distância. Os resultados obtidos evidenciaram que a adição da topologia mesh aumentou o alcance da rede em duas vezes nos casos testados, permitindo uma cobertura ampliada em áreas inacessíveis pela topologia estrela. A aplicação de uma topologia híbrida demonstrou-se eficaz para ampliar o alcance de transmissão, os resultados evidenciam que áreas mais distantes do gateway que antes não recebiam cobertura do sinal, após os testes passaram a receber, o que mantem a qualidade da comunicação atendendo de forma satisfatória o objetivo proposto.