Diseño e implementación de un protocolo de capa de aplicación para la transmisión de datos hidrometeorológicos utilizando tecnología LoRa

Las estaciones meteorológicas modernas, permiten el monitoreo en tiempo real de las variables atmosféricas. La arquitectura más usada en las Redes Inalámbricas de Sensores (Wireless Sensor Network (WSN)) se compone de nodos distribuidos en toda el área de interés, y de un gateway que es un intermedi...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Narváez Bernal, Juan Pablo, Tenesaca Quilambaqui, Juan Bernardo
Other Authors: Astudillo Salinas, Darwin Fabián
Format: bachelorThesis
Language:spa
Published: 2019
Subjects:
Online Access:http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/32407
Description
Summary:Las estaciones meteorológicas modernas, permiten el monitoreo en tiempo real de las variables atmosféricas. La arquitectura más usada en las Redes Inalámbricas de Sensores (Wireless Sensor Network (WSN)) se compone de nodos distribuidos en toda el área de interés, y de un gateway que es un intermediario entre los nodos y el servidor de red. Este servidor de red es el encargado de gestionar la red de dispositivos Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), permitiendo así la presencia de múltiples gateways y la gestión centralizada de toda la red. Finalmente, el servidor central entrega los datos al usuario por medio de una aplicación. En este trabajo, se utiliza como alternativa de WSN, la tecnología de largo alcance y bajo consumo de energía Long Range (LoRa). Ésta se complementa con LoRaWAN para la comunicación de extremo a extremo. Dichas tecnologías han surgido con mucho ímpetu como una opción de soluciones de red dentro del paradigma de Internet de las Cosas (IoT). LoRa y LoRaWAN ofrecen varias ventajas para el desarrollo de sistemas de monitoreo en entornos rurales, debido a; su fácil configuración, bajo consumo energético y amplia cobertura. Por lo tanto, se convierten en las tecnologías adecuadas para cumplir con los propósitos del presente trabajo. Uno de los principales retos del presente trabajo es que la zona de interés del mismo solamente dispone de cobertura móvil de segunda generación. Esto implica que el gateway tiene como opción el uso de la tecnología Global System for Mobile communications/ General Packet Radio Service (GSM/GPRS) para subir los datos recopilados por los sensores. De tal modo que, se ha equipado al gateway con la tecnología GSM/GPRS para subir los datos al servidor. La contribución principal del presente trabajo es la propuesta del protocolo de capa de aplicación Variable Meteorological Transmission Protocol (VMTP). Este protocolo propuesto se ejecuta sobre LoRaWAN y maneja las variables meteorológicas de interés. El protocolo es capaz de ajustar dinámicamente su carga útil en función de la información meteorológica que transporta. Esto con el fin de comprimir al máximo la trama enviada y por ende reducir el consumo energético global del sistema.