Використання технології LoRa  для вирішення задачі локалізації об’єктів  в IoT-системах

Дмитро Анатолійович Сорокін

doi:10.64915/qkqjs961

Т. 3 · № 3 · 2020 сер 30, 2020 Електронні системи та сигнали

Використання технології LoRa для вирішення задачі локалізації об’єктів в IoT-системах

ДС

Дмитро Анатолійович Сорокін Відповідальний Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» dimcha9819@gmail.com Україна

Сторінки34-39 Опублікованосер 30, 2020 ЛіцензіяВідкритий доступ

pdf

ЕАІ 3 VOL 3 · 3

VOL 3 · NO 3 · 2020 Переглянути випуск

Анотація

Шляхом теоретичного аналізу технологій передачі даних в існуючих IoT-системах показано, що використання таких технології, як GPS, Wi-Fi, Bluetooth не завжди є ефективним через високу вартість та малу площу покриття. Більш оптимальним рішенням для побудови мереж взаємодії між IoT-пристроями можна вважати технологію LoRa, яка одночасно дозволяє виконувати комунікацію на великій відстані, характеризується низьким енергоспоживанням та високою стійкістю до завад і є економічно привабливою. Розглянуто можливість застосування технології LoRa для вирішення задачі визначення місцезнаходження об’єктів.У якості найбільш оптимального методу геолокації обрано метод визначення різниці в часі прибуття (TDoA). Задачею подальших досліджень є створення оптимального алгоритму для рішення задачі локалізації пристроїв IoT.

Ключові слова

#Internet of Things #технологія LoRa #геолокація #Time Difference Of Arrival #мультилатерація #алгоритм локалізації

Посилання

A. S. Dudnik, "METODI VIZNAChENNYA VIDSTANI MIZH EZASOBAMI SENSORNIH MEREZH," Matematichne ta komp'yuterne modelyuvannya. Seri`ya : Tekhni`chni` nauki, pp. 40-49, 2018.
"Shadow view and internet of life continue as smart parks.," 2018. [Online]. Available: https://www.smartparks.org/news/shadowview-and-internet-of-life-continue-as-smart-parks/. [Accessed 16 9 2018].
D. Galliano, A. Annunziato and J. Fortuny-Guasch, "GPS Sea Level Measurement Device," in Technical report, European Commission, 2016. DOI: 10.2788/417614
RTLS, "LoRa Al`yans - global`ny`e seti dlya Interneta veshhej," 26 2 2016. [Online]. Available: http://www.rtlsnet.ru/blog/post/79. [Accessed 29 03 2020].
M. Kais, E. Bajic, F. Chaxel and F. Meyer, "A comparative study of lpwan technologies for large-scale iot deployment," ICT Express, vol. 5, iss. 1, pp. 1-7, 2018. DOI: 10.1016/j.icte.2017.12.005
G. Reiter, "Wireless connectivity for the internet of things," 2014.
R. Sharan Sinha, W. Yiqiao and H. Seung-Hoon , "A survey on lpwa technology: Lora and nb-iot," Ict Express, pp. 14-21, iss.1 vol. 3 2017. DOI: 10.1016/j.icte.2017.03.004
G. Xu and Y. Xu, "GPS: theory, algorithms and applications," Springer, 2016. ISBN 978-3-540-72715-6 DOI: 10.1007/978-3-540-72715-6
Semtech, Low Energy Consumption Design, Camarillo, 2013.
M. Centenaro, L. Vangelista, A. Zanella and M. Zorzi, "Long-range communications in unlicensed bands: The rising stars in the iot and smart city scenarios.," IEEE Wireless Communications, pp. 60-67, vol. 23, iss. 5, 2016. DOI: 10.1109/MWC.2016.7721743
Semtech, AN1200.22 LoRa Modulation Basics, Camarillo, 2015.
M. Knight and B. Seeber, " ecoding LoRa: Realizing a Modern LPWAN with SDR," In Proceedings of the GNU Radio Conference, vol. 1, 2016. URL: https://pubs.gnuradio.org/index.php/grcon/article/view/8/7
L. Nordin, "Spreading factor (sf), time on air and (adapt¬ive) data rate.," 2018. [Online]. Available: https://zakelijkforum.kpn.com/lora-forum-16/spreading-factor-sf-time-on-air-and-adaptive-data-rate-10908. [Accessed 9 9 2018].
A. Rahmadhani and F. Kuipers, When lorawan frames collide, 2018.
C. B. Martin, U. Roedig, T. Voigt and M. A. Juan , "Do lora low-power wide-area networks scale?," Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems, p. 59, 2016.
Eric B., "LoRa," 2018. [Online]. Available: https://lora.readthedocs.io/en/latest/. [Accessed 29 03 2020].
F. Gustafsson and F. Gunnarsson, "Positioning using time-dierence of arrival measurements. In (6), pages 553{556. Citeseer, 2003.," ICASSP, p. 553, 2003. DOI: 10.1109/ICASSP.2003.1201741
J. Petajajarvi, K. Mikhaylov, A. Roivainen, T. Hanninen and M. Pettissalo, "On the coverage of lpwans: range evaluation and channel," ITS Telecommunications, pp. 55-59, 2015. DOI: 10.1109/ITST.2015.7377400
K.-H. Lam, C.-C. Cheung and W.-C. Lee, "Lora-based localization systems for noisy outdoor environment," Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications , pp. 278-284, 2017. DOI: 10.1109/WiMOB.2017.8115843
M. Rouse, "Internet of things," 2 2020. [Online]. Available: https://internetofthingsagenda.techtarget.com/definition/Internet-of-Things-IoT. [Accessed 10 03 2020].
T. D. Van, "Protecting wildlife with lorawan. The Things Conference 2018," 2018. [Online]. Available: https://www.irnas.eu/the-things-conference-on-tour-maribor-hosted-more-than-150-participants-exploring-the-future-of-iot/.

Ліцензія

CCBY-NC 4.0

Creative Commons Із зазначенням авторства 4.0 Міжнародна

Ця робота має відкриту ліцензію: вільно поширюйте та адаптуйте її, посилаючись на авторів і журнал. Умови ліцензії ↗

Попередня у випуску Газорозрядні системи атмосферного тиску для біомедичних застосувань Наступна у випуску Особливості використання алмазоподібних вуглецевих плівок в якості антивідбивних покриттів

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Прилад для дослідження транспорту кисню в капілярах

Марія С. Молебна

В роботі досліджується можливість візуалізації процесу передачі кисню тканинам організму через механізм капілярів. Запропоновано застосувати принцип оксиметрії на…

#оксиметрія #капіляроскопія #капілярна оксиметрія #просторово роздільна оксиметрія

p. 228255-1 - 228255-6

Алгебраїчна характеристика класу матричних перетворень та її апаратна реалізація

Станіслав В. Кудлай

У даній роботі на основі примітивних програмних алгебр виводиться алгебраїчна характеристика класу матричних перетворень методом ізоморфних відображень на алгебраїчну…

#матричні обчислення #ізоморфізм #алгебраїчна характеристика #обробка матриць

p. 228485-1 - 228482-6

Використання технології GMSL для передачі потоку відео даних високої якості

Богдан Андрійович Пономаренко

Робота присвячена опису та дослідженню технологій передачі потоку даних з відеокамер, призначених для використання у сучасних автомобілях. В роботі проведено…

#технологія GMSL #microcontroller #серіалізатор #десеріалізатор

p. 227993-1 - 227993-4

Схожі статті

Валерія Миколаївна Охмак, Артем В. Крилов, Технологія інтернету речей для розпізнавання та передачі зображень у розумному будинку , Електронна та Акустична Інженерія: Том 4 № 4 (2021)
Олександр В. Дячук, Порівняльний аналіз технологій класу Дячук О. В. LPWAN , Електронна та Акустична Інженерія: Том 3 № 3 (2020)
Олександр В. Поляков, Юрій Олексійович Оникієнко, Вибір бездротових технологій для застосування в сільському господарстві , Електронна та Акустична Інженерія: Том 3 № 2 (2020)
Юлія Володимирівна Макаренко, Аналіз можливостей використання технологій 5G в системах Інтернету речей , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 2 (2019)
Богдан Андрійович Пономаренко, Використання технології GMSL для передачі потоку відео даних високої якості , Електронна та Акустична Інженерія: Том 4 № 2 (2021)
Денис Олександрович Волосян, Програмні засоби оброблення інформації для Інтернету речей , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 4 (2019)
Роман Вікторович Сукач, Катерина Сергіївна Клен, Імітаційне моделювання хмарного покриву за допомогою алгоритму diamond-square , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 1 (2019)
Микола М. Комаровський, Затухання сигналу при передачі даних через лінію електропередачі: Використання лінії електропередач в якості каналу зв’язку. Способи зменшення спотворень при передачі сигналів по лініям електропередач. Технологія PLC , Електронна та Акустична Інженерія: Том 4 № 3 (2021)
Анастасія В. Байдюк, Запобігання поширенню коронавірусу за допомогою технології радіочастотної ідентифікації , Електронна та Акустична Інженерія: Том 4 № 3 (2021)
Гліб Олександрович Борисов, Особливості аналізу звукових ефектів в обчислювальній платформі iOS , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 4 (2019)

1-10 з 80 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] A. S. Dudnik, "METODI VIZNAChENNYA VIDSTANI MIZH EZASOBAMI SENSORNIH MEREZH," Matematichne ta komp'yuterne modelyuvannya. Seri`ya : Tekhni`chni` nauki, pp. 40-49, 2018.

[2] "Shadow view and internet of life continue as smart parks.," 2018. [Online]. Available: https://www.smartparks.org/news/shadowview-and-internet-of-life-continue-as-smart-parks/. [Accessed 16 9 2018].

[3] D. Galliano, A. Annunziato and J. Fortuny-Guasch, "GPS Sea Level Measurement Device," in Technical report, European Commission, 2016. DOI: 10.2788/417614

[4] RTLS, "LoRa Al`yans - global`ny`e seti dlya Interneta veshhej," 26 2 2016. [Online]. Available: http://www.rtlsnet.ru/blog/post/79. [Accessed 29 03 2020].

[5] M. Kais, E. Bajic, F. Chaxel and F. Meyer, "A comparative study of lpwan technologies for large-scale iot deployment," ICT Express, vol. 5, iss. 1, pp. 1-7, 2018. DOI: 10.1016/j.icte.2017.12.005

[6] G. Reiter, "Wireless connectivity for the internet of things," 2014.

[7] R. Sharan Sinha, W. Yiqiao and H. Seung-Hoon , "A survey on lpwa technology: Lora and nb-iot," Ict Express, pp. 14-21, iss.1 vol. 3 2017. DOI: 10.1016/j.icte.2017.03.004

[8] G. Xu and Y. Xu, "GPS: theory, algorithms and applications," Springer, 2016. ISBN 978-3-540-72715-6 DOI: 10.1007/978-3-540-72715-6

[9] Semtech, Low Energy Consumption Design, Camarillo, 2013.

[10] M. Centenaro, L. Vangelista, A. Zanella and M. Zorzi, "Long-range communications in unlicensed bands: The rising stars in the iot and smart city scenarios.," IEEE Wireless Communications, pp. 60-67, vol. 23, iss. 5, 2016. DOI: 10.1109/MWC.2016.7721743

[11] Semtech, AN1200.22 LoRa Modulation Basics, Camarillo, 2015.

[12] M. Knight and B. Seeber, " ecoding LoRa: Realizing a Modern LPWAN with SDR," In Proceedings of the GNU Radio Conference, vol. 1, 2016. URL: https://pubs.gnuradio.org/index.php/grcon/article/view/8/7

[13] L. Nordin, "Spreading factor (sf), time on air and (adapt¬ive) data rate.," 2018. [Online]. Available: https://zakelijkforum.kpn.com/lora-forum-16/spreading-factor-sf-time-on-air-and-adaptive-data-rate-10908. [Accessed 9 9 2018].

[14] A. Rahmadhani and F. Kuipers, When lorawan frames collide, 2018.

[15] C. B. Martin, U. Roedig, T. Voigt and M. A. Juan , "Do lora low-power wide-area networks scale?," Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems, p. 59, 2016.

[16] Eric B., "LoRa," 2018. [Online]. Available: https://lora.readthedocs.io/en/latest/. [Accessed 29 03 2020].

[17] F. Gustafsson and F. Gunnarsson, "Positioning using time-dierence of arrival measurements. In (6), pages 553{556. Citeseer, 2003.," ICASSP, p. 553, 2003. DOI: 10.1109/ICASSP.2003.1201741

[18] J. Petajajarvi, K. Mikhaylov, A. Roivainen, T. Hanninen and M. Pettissalo, "On the coverage of lpwans: range evaluation and channel," ITS Telecommunications, pp. 55-59, 2015. DOI: 10.1109/ITST.2015.7377400

[19] K.-H. Lam, C.-C. Cheung and W.-C. Lee, "Lora-based localization systems for noisy outdoor environment," Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications , pp. 278-284, 2017. DOI: 10.1109/WiMOB.2017.8115843

[20] M. Rouse, "Internet of things," 2 2020. [Online]. Available: https://internetofthingsagenda.techtarget.com/definition/Internet-of-Things-IoT. [Accessed 10 03 2020].

[21] T. D. Van, "Protecting wildlife with lorawan. The Things Conference 2018," 2018. [Online]. Available: https://www.irnas.eu/the-things-conference-on-tour-maribor-hosted-more-than-150-participants-exploring-the-future-of-iot/.