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- LoRaWAN and urban waste management - A trialPublication . Cruz, Nuno; Cota, Nuno; Tremoceiro, JoãoThe city of Lisbon, as any other capital of a European country, has a large number of issues regarding managing waste and recycling containers spread throughout the city. This document presents the results of a study promoted by the Lisbon City Council for trialing LPWAN (Low-Power Wide-Area Network) technology for the waste management vertical under the Lisbon Smart City initiative. Current waste management is done using GSM (Global System for Mobile communications) sensors, and the municipality aims to use LPWAN in order to improve range and reduce costs and provisioning times when changing the communications provider. After an initial study, LoRa (Long Range) and LoRAWAN (LoRa Wide Area Network) as its network counterpart, were selected as the LPWAN technology for trials considering several use cases, exploring multiple distances, types of recycling waste containers, placements (underground or surface) and kinds of commercially available waste level measurement LoRa sensors. The results showed that the underground waste containers proved to be, as expected, the most difficult to operate correctly, where the container itself imposed attenuation levels of 26 dB on the LoRa link budget. The successful results were used to promote the deployment of a city-wide LoRa network, available to all the departments inside the Lisbon City Council. Considering the network capacity, the municipality also decided to make the network freely available to citizens.
- Plataforma FIWARE para monitorização de poluiçãoPublication . Pedroso, Ivo; Datia, Nuno; Cruz, NunoA poluição atmosférica afeta a saúde da população e é um factor de aumento da taxa de mortalidade. Entidades responsáveis pela gestão de grandes cidades procuram soluções que permitam monitorizar em tempo real os níveis de poluição em grandes áreas urbanas. No entanto, as soluções existentes para a monitorização de poluição são proprietárias ou não apresentam um grau de maturidade de integração, que facilite a expansão de uma rede de sensores com custos baixos de manutenção. Neste trabalho apresenta-se uma arquitectura da solução e uma implementação de referência, para uma plataforma distribuída de código aberto, que permita gerir uma rede de sensores. Esta plataforma permite acoplar e desacoplar, em tempo real, os sensores de poluição atmosférica, armazenar o histórico de medições registadas, agregar dados e disponibilizar um dashboard que permita posterior análise da informação armazenada. A arquitetura de solução é disponibilizada em contentores de execução virtual, recorrendo a diversos componentes do quadro de referência FIWARE e a componentes desenvolvidos à medida. O meio de comunicação usado na transmissão de dados entre os sensores e a plataforma, é uma rede baseada em LoRaWAN, a qual permite comunicações sem fios de longo alcance e de baixa potência. Foi assim selecionada a The Things Network (TTN), uma rede pública que implementa o protocolo LoRaWAN, que permite a comunicação entre sensores e a plataforma proposta. Foi selecionado o protocolo MQTT como forma de comunicação entre a plataforma proposta e a TTN. A plataforma proposta disponibiliza uma interface com o utilizador, implementada como um dashboard acessível a partir de um navegador, onde é possível observar a localização dos sensores registados sobre um mapa, a informação sobre seu estado operacional, bem como a informação sobre as medições observadas. Todos os componentes da plataforma são parametrizados através de um único ficheiro de configuração, que, através de um processo de automação, possibilita a instalação e execução da plataforma através de um único comando.
- IoTMapper: a metrics aggregation system architecture in support of smart city solutionsPublication . Vitorino, João Pedro; Cruz, NunoSmart cities are, nowadays, an unavoidable and growing reality, supported on software platforms that support city management, through the processing and presentation of a large number of data, obtained from sensors used throughout the cities. Low-power wide area networks (LPWAN) leverage the sensorization process; however, urban landscape, in turn, induces a high probability of change in the propagation conditions of the LPWAN network, thus requiring active monitoring solutions for assessing the city LPWAN network condition. Currently existing solutions usually consider the existence of only one type of LPWAN network to be monitored. In this paper, an architecture for aggregation of metrics from heterogeneous LPWAN networks is presented. The architecture, named IoTMapper, combines purpose build components with existing components from the FIWARE and Apache Kafka ecosystems. Implementation details for the LPWAN networks are abstracted by adapters so that new networks may be easily added. The validation was carried out using real data collected for long-range wide-area network (LoRaWAN) in Lisbon, and a simulated data set extrapolated from the collected data. The results indicate that the presented architecture is a viable solution for metrics aggregation that may be expanded to support multiple networks. However, some of the considered FIWARE components present performance bottlenecks that may hinder the scaling of the architecture while processing new message arrivals.