Зразок роботи
ВСТУП
У зв’язку зі стрімким розвитком сучасних технологій інтернету речей (IoT), дедалі більша увага приділяється розробці бездротових технологій передачі даних на великі відстані з низькою витратою енергії та довгим часом роботи вбудованих батарей. Одним з таких рішень є технологія LPWAN (Low-Power Wide Area Network), яка забезпечує підключення до мережі великої кількості пристроїв з низькою швидкістю передачі даних та обмеженою потужністю батареї.
LPWAN-технології вже використовуються в різних галузях, таких як енергетика, транспорт, виробництво та аграрний сектор. Однак, перед використанням цих технологій у більш широкому спектрі застосувань, необхідно більш детально дослідити їхні можливості та обмеження.
Тому, ця кваліфікаційна робота присвячена дослідженню LPWAN-технологій, їхнім характеристикам та можливостям застосування в інтернеті речей. В рамках дослідження будуть розглянуті різні види LPWAN-технологій, їхні переваги та недоліки, а також порівняння з традиційними мережами передачі даних. Також буде проведено аналіз застосування LPWAN-технологій в різних галузях та розглянуті можливості їхнього використання для вирішення актуальних проблем сучасності.
Метою цієї роботи є дослідження характеристик технології LPWAN, її можливостей та обмежень в застосуванні в інтернеті речей. Результати дослідження можуть бути корисні для розробки та впровадження LPWAN-рішень у різних галузях, а також для покращення ефективності вирішення актуальних проблем в цих галузях.
Завдання кваліфікаційної роботи:
1. Здійснити аналітичний огляд основних технічних характеристик технології LPWAN.
2. Здійснити огляд базових технологій та протоколів передачі даних на довгі відстані в мережах IoT та провести порівняльний аналіз технічних характеристик
технологій LPWAN.
3. Визначити та оцінити параметри, які найбільше впливають на енергетичну ефективність мережі LPWAN для Інтернету речей.
4. Розробити практичні рекомендації для розгортання мережі LPWAN.
Практична частина кваліфікаційної роботи полягає у виборі необхідного обладнання та розгортанні мережі LORAWAN.
РОЗДІЛ 1
ОГЛЯД ТА ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК БАЗОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ LPWAN
1.1 Загальні характеристики LPWAN
LPWAN (Low-power Wide-area Network) – це тип бездротової мережі з низьким споживанням енергії та широким покриттям, розроблений спеціально для забезпечення зв’язку в масштабі Інтернету речей (IoT). Він дозволяє передавати дані на великі відстані, ефективно використовуючи енергію та забезпечуючи довготривалу автономність пристроїв IoT.
Основні характеристики LPWAN:
1. Низьке енергоспоживання: LPWAN використовується для передачі невеликих обсягів даних на великі відстані з низькою швидкістю передачі даних. Тому вона має низьку споживання енергії і може працювати на батареї до кількох років.
2. Великий радіус дії: LPWAN забезпечує зв’язок на великі відстані до 10 км залежно від технології. Це робить її ідеальним рішенням для віддалених об’єктів, які не мають можливості підключення до традиційних мереж.
3. Висока проникність: LPWAN може проникати через стіни, ґрати, бетон та інші перешкоди.
5. Низька вартість: Вартість з’єднання з LPWAN зазвичай дуже низька, порівняно з іншими технологіями зв’язку, що забезпечує доступність для більшої кількості користувачів та застосувань.
6. Висока масштабованість: LPWAN може підключати велику кількість пристроїв одночасно, що дозволяє використовувати Інтернет речей (IoT) в широкому масштабі.
7. Висока надійність: LPWAN має високу стійкість до перешкод, таких як шуми, інтерференції та перешкод в електромагнітному спектрі.
8. Низька швидкість передачі даних: LPWAN призначена для передачі невеликих обсягів даних з низькою швидкістю передачі, що робить її ідеальним рішенням для моніторингу даних, контролювання та інших застосувань, де низька швидкість передачі не є критичною.
9. Різні технології: існує кілька технологій LPWAN, таких як LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT, LTE-M, які мають різні характеристики та використовуються в різних застосуваннях.
10. Безпека: LPWAN забезпечує захист даних та безпеку передачі даних за допомогою шифрування та інших заходів безпеки.
11. Загалом, LPWAN є ефективним та економічним рішенням для підключення великої кількості пристроїв IoT на великі відстані з низькою швидкістю передачі даних та низьким споживанням енергії. Вона використовується в різних застосуваннях, таких як моніторинг, логістика, землеробство, містобудування та інші.
LPWAN відрізняється від інших бездротових протоколів, таких як Bluetooth, RFID, стільниковий M2M і ZigBee (рис. 1.1), тому що низький рівень споживання енергії дозволяє вирішувати задачі з мінімальними витратами та без необхідності частої заміни батарей.
Магістр