Coordenador de uma rede Low Power Wide Area

Abstract

Nos últimos dez anos, o mundo atual tem presenciado uma evolução exponencial ao nível da tecnologia. A expansão da Internet possibilitou o surgimento de conexões entre diversas partes do globo e a capacidade de integrar esta funcionalidade em vários dispositivos com o qual lidamos no quotidiano. Estes, constituem parte da indústria Internet of Things (IoT), onde um número grande de dispositivos estão ligados entre si com o intuito de recolher dados e transmitir estes entre si e a Internet. Muitas das aplicações desenvolvidas atualmente por partes de grandes empresas têm como foco a monitorização remota, através de um serviço cloud, de grandes áreas geográficas (cidades, campos agrícolas ou florestas) recorrendo a dispositivos de baixo consumo energético, custo de produção reduzido e com a mínima manutenção necessária. As redes Low Power Wide Area (LPWAN), surgem assim em resposta a este âmbito de aplicações cumprindo os requisitos impostas pelas aplicações do século atual: dispositivos com grande alcance e elevada longevidade. Os incêndios florestais são um dos grandes problemas da atualidade em diversos pontos do globo sendo que Portugal registou um elevado número de vitimas e infraestruturas no ano 2017 afetadas por parte deste problema global. Contudo, catástrofes deste género não possuem meios adequados na prevenção dos mesmos de modo a reduzir o impacto destas. A presente dissertação foca-se na criação de um gateway, integrado numa rede LoRaWAN (tecnologia LPWAN), com a capacidade de receber informação proveniente de dispositivos equipados com sensores direcionados à prevenção de incêndios. Estes dados são posteriormente reencaminhados para um servidor de rede onde são armazenados e analisados por parte de uma aplicação web desenvolvida tendo como alvo as unidades de combate a incêndios. Desta modo, é possivel posicionar os dispositivos da rede, nós e gateway, recorrendo à API Google Maps e consequentemente monitorizar a rede remotamente, possibilitando assim um alerta antecipado de fogos florestais.

In the last ten years, the world has witnessed an exponential evolution in technology. The expansion of the Internet is one of the biggest evolutions which brought the connection between different locations around the world. Nowadays this feature can be embedded in small devices that are able to send information over the Internet. These devices are part of a big industry called Internet of Things (IoT), where a large number of them are connected to each other and are capable of gathering information (with sensors) and later send it to another device or to the Internet. Many of recent applications developed by companies worldwide aim to build networks capable of monitoring remotely large geographical areas (cities, farms or forests) while beign low energy consumption and having low cost production. The Low Power Wide Area Network technologies are the solution for these kinds of applications, by fulfilling the requirements imposed by the modern world companies: devices with long range and low power consumption. Wildfires are one of the biggest problems of today’s world. However some countries are more affected than others by this problem, which is the case of Portugal over the last years. In 2017, Portugal recorded the highest number of victims and infrastructures affected by this worldwide problem: the wildfires. Many countries already developed many technologies in order to solve this problem, however none of them proved to be the best solution due to being expensive and not being suffienctly autonomous. This dissertation aims to create a gateway able to make part of a LoRaWAN network (LPWAN technology), capable of receiving information from devices equipped with sensors for proper wildfire detection. The information is later forwarded to the network server in order to be stored and analysed by a developed web application. The application proposes to help the firemen by featuring a map (Google Maps API) containing the position of all the network devices (gateway and nodes) and can also display all the information received in real-time. With these three elements (devices, network server and application) the firefighters can monitor the forests remotely, preventing the fire from spreading and alerting all units in advance.