Evaluación de redes mesh basadas en la tecnologia LoRa

Abstract

[ES] Con el constante avance tecnológico y las limitaciones de los diferentes tipos de comunicación inalámbrica, se ha creado la necesidad de establecer nuevos protocolos que permitan aprovechar de mejor manera estas tecnologías, por esta razón emerge el uso de la modulación de espectro expandido en IoT. En este trabajo se realizaron una serie de pruebas haciendo variaciones en la cantidad de dispositivos LoPy utilizados para poder observar a detalle como se conforma una red mesh con LoRa, por ejemplo el tiempo que se tarda en ¿descubrir¿ un nuevo nodo y su rol en la red, y en caso de existir la desconexión de un nodo asignado como líder medir tiempos de reconfiguración, además obtener tiempos de transmisión en distintas distancias, donde pudimos observar el comportamiento de la red LoRa mesh con el uso del protocolo OpenThread. En el escenario campo la distancia máxima en el que se realizaron estas pruebas es de 160 metros, donde los nodos se encontraban separados por edificaciones, se recopilo información de cada dispositivo por medio de logs, los mismos que sirvieron para evidenciar que el uso de una red Pycom en un entorno urbano que arroja tiempos de respuestas muy buenos además de porcentajes de perdidas bajos, los cuales se dan en dos circunstancias, la primera cuando los intervalos de tiempo de envíos entre cada mensaje son bajos y cuando un nodo se encuentra en movimiento ya que al ser un entorno donde las interferencias varían, se corre el riesgo de que el nodo sufra desconexiones en ciertos puntos. Con el peso que se manejo en los mensajes (25 a 55 bytes) se da un porcentaje de 1.09\% de perdida.

[EN] With the constant technological advancement and the limitations of the different types of wireless communication, the need has been created to establish new protocols that make better use of these technologies, for this reason the use of spread spectrum modulation emerges in IoT. In this work, a series of tests was carried out by making variations in the number of LoPy devices used to be able to observe a detail of how a mesh network is formed with LoRa, for example the time it takes to "discover" a new node and its role in the network, and if there is a disconnection of a node assigned as leader, measure reconfiguration times, in addition to obtaining transmission times at different distances, where we could observe the behavior of the LoRa mesh network with the use of OpenThread protocol. In the field scenario, the maximum distance in which these tests were carried out is 160 meters, where the nodes were separated by buildings, information was collected from each device through records, which served to demonstrate that the use of a Pycom network in an urban environment that gives very good response times as well as low percentages of losses, which occur in two circumstances, the first when the time intervals for sending between each message are low and when a node is in motion Since being an environment where interferences vary, there is a risk that the node suffers disconnections at certain points. With the weight that was handled in the messages (25 to 55 bytes) there is a percentage of 1.09 \% loss.