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Monitorização de equipamentos semafóricos através de uma rede IoT

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Abstract(s)

O objectivo desta dissertação, é o desenvolvimento de um dispositivo, com a capacidade de adquirir informação sobre os parâmetros ambientais e a energia, de armários SLAT (Sistemas Luminosos Automáticos de Trânsito). Esta captura de informação irá ser feita através de sensores colocados nos armários SLAT. Este sistema irá transmitir a informação capturada através de uma rede IoT. Para realizar estes objectivos terá de se fazer um estudo sobre redes de comunicação IoT, que sejam capazes de transferir a informação adquirida à entidade detentora da infraestrutura. Esta rede terá de possibilitar a comunicação de sensores de baixa potência a grandes distâncias. Ao longo desta dissertação foi estudado o LoRaWAN, Sigfox e NB-IoT com o intuito de determinar qual tecnologia IoT é a mais apropriada, tendo em conta os objectivos desta dissertação. Nesta dissertação foi feito um levantamento dos requisitos do dispositivo e dos sensores que o compõem. Sendo que após este levantamento foi feito um estudo de mercado dos sensores disponíveis, finalizando este com uma comparação entre os sensores para determinar quais eram os que iam de encontro com os objectivos desta dissertação. Com os sensores escolhidos foi feito um estudo de soluções de alimentação possíveis para este protótipo tendo em conta as condições previstas de utilização. Com este estudo feito, apresentou-se a aplicação de teste e o ambiente escolhido para a desenvolver. Com o dispositivo desenvolvido, foram feitos testes para obter e estudar resultados em ambientes reais. Inicialmente realizou-se uns testes preliminares com o intuito de ter um ponto de comparação quando se passar para os testes num ambiente mais realista. Nestes testes foram feitos um levantamento de várias condições, tal como a construção do armário e se existe linha de vista com a gateway. Finalmente foi feito o planeamento da rede, este é composto pela determinação dos requisitos e o que os influência, cálculo da cobertura tendo em base a utilização de uma ferramenta de planeamento rádio, o link budget e cálculo da capacidade. Este planeamento foi finalizado com um exemplo teórico das localizações das gateways e um resultado de uma simulação da cobertura de Lisboa.
The objective of this dissertation is the development of a device, with the ability to acquire information on environmental parameters and energy, from SLAT cabinets (Automatic Traffic Light Systems). This information capture will be done through sensors placed in the SLAT cabinets. This system will transmit the captured information through an IoT network. In order to achieve these objectives, a study will be carried out on IoT communication networks, which are able to transfer the acquired information to the entity holding the infrastructure. This network will have to enable the communication of low power sensors over long distances. Throughout this dissertation, LoRaWAN, Sigfox and NB-IoT were studied in order to determine which IoT technology is the most appropriate, taking into account the objectives of this dissertation. In this dissertation, a survey was made of the requirements of the device and the sensors that comprise it. After this survey, a market study of the available sensors was carried out, concluding this with a comparison between the sensors to determine which were the ones that met the objectives of this dissertation. With the chosen sensors, a study was made of possible power solutions for this prototype taking into account the expected conditions of use. With this study done, the test application and the environment chosen to develop it were presented. With the device developed, tests were carried out to obtain and study results in real environments. Initially, preliminary tests were carried out in order to have a point of comparison when going to the tests in a more realistic environment. In these tests, a survey of various conditions was made, such as the construction of the cabinet and whether there is a line of sight with the gateway. Finally, network planning was done, which consists of determining the requirements and what influences them, calculating the coverage based on the use of a radio planning tool, the link budget and calculating the capacity. This planning was completed with a theoretical example of the gateways' locations and a result of a simulation of the Lisbon coverage.

Description

Dissertação para obtenção do grau de mestre em Engenharia Electrónica e de Telecomunicações

Keywords

LPWAN LoRaWAN TTN Redes móveis Mobile networks Arduino

Citation

CORDEIRO, Filipe Costa - Monitorização de equipamentos semafóricos através de uma rede IoT. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2019. Dissertação de mestrado.

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Publisher

Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

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