Analisi delle prestazioni della tecnologia LoRaWAN all’interno di aree boschive

The aim of this thesis is the study of the behavior, therefore the performance, of a data transmission system positioned in a wooded environment which implements the long-range transmission technology (LoRa) together with the LoRaWAN protocol (LoRa Wide- Area Network). LoRaWAN operates in the free ISM band (868 MHz in Europe). This study uses a common Arduino Uno board connected to the RFM95 transceiver equipped with the LoRa long range modem that provides ultra-long range spread spectrum communication, minimising current consumption. In addition, the board is connected to a group of sensors used to control the environmental conditions in which the measurements take place. After that, the system performances will be determined by studying transmission data such as the power in reception (RSSI) and the signal-to-noise ratio (SNR). Finally, all these data will be compared to a mathematical model contained in the section 5.3 ("Vegetation") of the document "Electrical characteristics of the Earth's surface", written by the International Telecommunication Union, trying to study the accuracy of the model.

L’obiettivo di questa tesi è quello di studiare il comportamento, e quindi le prestazioni, di un sistema di trasmissione dati posizionato in un ambiente boschivo, che implementa la tecnologia di trasmissione a lungo raggio (LoRa) insieme al protocollo LoRaWAN (LoRa Wide-Area Network). La trasmissione opera su Banda ISM libera (868 MHz in Europa). Questo studio avviene grazie all’uso di una comune board Arduino Uno collegata al ricetrasmettitore RFM95 dotato del modem LoRa a lungo raggio che fornisce comunicazioni a spettro esteso a raggio ultra lungo, riducendo al minimo il consumo di corrente. Inoltre la board è collegata a dei sensori di supporto per controllare le condizioni ambientali in cui si svolgono le misurazioni. Successivamente si passerà a determinare le prestazioni del sistema attraverso lo studio dei dati di trasmissione quali la potenza in ricezione (RSSI) e il rapporto segnale-rumore (SNR). Tutti questi dati infine verranno comparati ad un modello matematico descritto nella sezione 5.3 (“Vegetation”) del document “Electrical characteristics of the surface of the Earth” elaborato dall’International Telecommunication Union, cercando di studiarne l’accuratezza del modello.