Diseño e implementación de una red inalámbrica de sensores con tecnología LoRa para monitoreo industrial orientado a OPC de arquitectura unificada
El creciente desarrollo del Internet de las Cosas (Internet of Things (IoT)), ha diversificado sus campos de aplicación, mejorando no solo su enfoque original de interconexión de personas, sino también, optimizando la comunicación entre sistemas y maquinaria industrial (Machine to Machine (M2M))....
| Main Authors: | , |
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| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
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| Published: |
Universidad de Cuenca
2021
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| author | Heredia Rivadeneria, Adrian Emilio Lucero Andrade, Paúl Fernando |
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| description | El creciente desarrollo del Internet de las Cosas (Internet of Things (IoT)), ha diversificado sus campos de
aplicación, mejorando no solo su enfoque original de interconexión de personas, sino también, optimizando la
comunicación entre sistemas y maquinaria industrial (Machine to Machine (M2M)). Entre las caracteristicas de
IoT que pueden ser aprovechadas se encuetra el alcance, la escalabilidad y bajo costo de despliegue.
Las tecnologías Long Range (LoRa) y Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) se muestran como una
de las principales opciones de comunicación inalámbrica de bajo costo, facilitando la integración de diversos
sistemas industriales con mira a los nuevos requerimientos de la Industria 4.0.
En este trabajo se realizó el diseño y despliegue de una red de sensores LoRaWAN compatible con Open
Platform Communications - Unified Architecture Unified Architecture (OPC-UA), siguiendo las directrices
publicadas por The LoRa Alliance y OPC Fundation. En adición, se llevó a cabo una campaña de mediciones en
ambientes industriales y en espacios urbanos despejados, donde se recopilaron variables de calidad del enlace
como: Received Signal Strength Indicator (RSSI), Signal-to-Noise Ratio (SNR) y tasa de pérdida de paquetes.
Inicialmente se han considerado escenarios de corto alcance (<100 m) en los que se mantiene una línea de vista
entre el transmisor y el receptor.
Con los datos obtenidos se evaluó la aplicabilidad de la tecnología LoRa y LoRaWAN dentro de ambientes
industriales con varias fuentes de interferencia. La red de sensores inalámbricos presentada en este trabajo, es
capaz de integrarse a sistemas industriales que cuenten con arquitectura OPC-UA.
El diseño y configuración de los componentes se basó en sistemas de código abierto y en plataformas de
desarrollo de bajo costo, con el fin de facilitar la replicabilidad y la mejora del proyecto en trabajos futuros. |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-358752021-03-22T08:00:51Z Diseño e implementación de una red inalámbrica de sensores con tecnología LoRa para monitoreo industrial orientado a OPC de arquitectura unificada Heredia Rivadeneria, Adrian Emilio Lucero Andrade, Paúl Fernando Astudillo Salinas, Darwin Fabián Ingeniería Electrónica Red informática Internet Tecnología electrónica El creciente desarrollo del Internet de las Cosas (Internet of Things (IoT)), ha diversificado sus campos de aplicación, mejorando no solo su enfoque original de interconexión de personas, sino también, optimizando la comunicación entre sistemas y maquinaria industrial (Machine to Machine (M2M)). Entre las caracteristicas de IoT que pueden ser aprovechadas se encuetra el alcance, la escalabilidad y bajo costo de despliegue. Las tecnologías Long Range (LoRa) y Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) se muestran como una de las principales opciones de comunicación inalámbrica de bajo costo, facilitando la integración de diversos sistemas industriales con mira a los nuevos requerimientos de la Industria 4.0. En este trabajo se realizó el diseño y despliegue de una red de sensores LoRaWAN compatible con Open Platform Communications - Unified Architecture Unified Architecture (OPC-UA), siguiendo las directrices publicadas por The LoRa Alliance y OPC Fundation. En adición, se llevó a cabo una campaña de mediciones en ambientes industriales y en espacios urbanos despejados, donde se recopilaron variables de calidad del enlace como: Received Signal Strength Indicator (RSSI), Signal-to-Noise Ratio (SNR) y tasa de pérdida de paquetes. Inicialmente se han considerado escenarios de corto alcance (<100 m) en los que se mantiene una línea de vista entre el transmisor y el receptor. Con los datos obtenidos se evaluó la aplicabilidad de la tecnología LoRa y LoRaWAN dentro de ambientes industriales con varias fuentes de interferencia. La red de sensores inalámbricos presentada en este trabajo, es capaz de integrarse a sistemas industriales que cuenten con arquitectura OPC-UA. El diseño y configuración de los componentes se basó en sistemas de código abierto y en plataformas de desarrollo de bajo costo, con el fin de facilitar la replicabilidad y la mejora del proyecto en trabajos futuros. The growing development of the Internet of Things (IoT) has diversified its fields of application, improving not only its original approach to interconnection of people, but also, optimizing communication between systems and industrial machinery (M2M). Among the IoT features that can be exploited are the reach, scalability and low cost of deployment. The LoRa and LoRaWAN technologies are shown as one of the main low-cost wireless communication options, facilitating the integration of various industrial systems with a view to the new requirements of Industry 4.0. In this work, the design and deployment of a LoRaWAN sensor network compatible with OPC-UA was carried out, following the guidelines published by The LoRa Alliance and OPC Foundation. In addition, a measurement campaign was carried out in industrial environments and in clear urban areas, where link quality variables such as: RSSI, SNR and packet loss rate were collected. Initially, short-range scenarios (<100 m) have been considered in which a line of sight is maintained between the transmitter and the receiver. With the data obtained, the applicability of the LoRa and LoRaWAN technology within industrial environments with various sources of interference was evaluated. The wireless sensor network presented in this work is capable of being integrated into industrial systems with OPC-UA architecture. The design and configuration of the components was based on open source systems and low-cost development platforms, in order to facilitate the replicability and improvement of the project in future work. Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones Cuenca 2021-03-17T02:07:30Z 2021-03-17T02:07:30Z 2021-03-16 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/35875 spa TET;99 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf application/pdf Universidad de Cuenca |
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