Przykład zastosowania sieci LoRaWAN do monitorowania parametrów środowiskowych w budynku wielkopowierzchniowym

• Autorzy: Samborski Sławomir , Emilianowicz Jarosław , Owczarczak Rafał

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.05.05

Warianty tytułu

EN

An example of using the LoRaWAN network to monitor environmental parameters in a large-scale building

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono testową implementację sieci czujników LoRaWAN w budynku wielkopowierzchniowym. Krótko scharakteryzowano zasadę działania niskomocowej sieci rozległej LoRaWAN, a następnie podano sposób implementacji tego rozwiązania w opisywanym przypadku. Opisano budowę zaprojektowanego węzła sieci w postaci uniwersalnej platformy czujnikowej, a także wyniki pomiarów poboru energii tego węzła pracującego w warunkach rzeczywistych. Zastosowane rozwiązanie pozwala stwierdzić, że sieć czujnikowa LoRaWAN może być stosowana w budynkach wielkopowierzchniowych i pozwala na długoletnią pracę czujników zasilanych bateryjnie.

EN

The article discusses the test implementation of the LoRaWAN sensor network in a large-scale building. The principle of operation of the LoRaWAN low-power wide area network was briefly characterized, and then the method of implementation of this solution in the described case was given. The structure of the designed network node in the form of a universal sensor platform was described, as well as the results of measurements of energy consumption of this node operating under real conditions. The applied solution allows to conclude that the LoRaWAN sensor network can be used in large-area buildings and allows for long-term operation of battery-powered sensors.

Słowa kluczowe

PL

LoRaWAN; czujnik; automatyka budynkowa; IoT

EN

LoRaWAN; sensor; building automation; IoT

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 5
• Strony: 27--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Samborski Sławomir

• Politechnika Wrocławska, Katedra Telekomunikacji i Teleinformatyki, Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-6659-8768

autor

Emilianowicz Jarosław

• Politechnika Wrocławska, Katedra Telekomunikacji i Teleinformatyki, Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-5910-4774

autor

Owczarczak Rafał

• Politechnika Wrocławska, Katedra Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii, Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
• KMB Grupa Sp. z.o.o. Sp. K., ul. Wołowska 18, 51-116 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-6562-4856

Bibliografia

• [1] Popescu D. E., Prada M. F., Some Aspects about Smart Building Management Systems - Solutions for Green, Secure and Smart Buildings, Proc. Conference on Recent Advances in Environ-mental Science, Lemesos, Cyprus, March 2013, 7 (2013), doi:10.13140/RG.2.1.3057.8644
• [2] Wang S., Intelligent Buildings and Building Automation, 1st ed., Taylor & Francis, London/New York, 2009
• [3] Sullivan G. P, Pugh R., Melendez A. P., Hunt W. D., Operations & Maintenance Best Practices - a Guide to Achieving Operational Efficiency (Release 3), Pacific NorthwestNational Lab. (2010), doi:10.2172/1034595
• [4] Energy Efficiency Plan 2011, Communication from the Commission to the European Parliament, The Council, The European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions (2011), document COM/2011/0109_final, 52011DC0109
• [5] Yifan Liu. A process model for heating, ventilating and air conditioning systems design for advanced energy retrofit projects. June 2012 10.13140/RG.2.2.30071.88487
• [6] Raza, U.; Kulkarni, P.; Sooriyabandara, M. Low Power Wide Area Networks: An Overview. IEEE Commun. Surv. Tutor. 2017, 19, 855–873.
• [7] LoRa Alliance. LoRaWAN v1.1 Specification; LoRa Alliance: 3855 SW 153rd Drive Beaverton, OR 97003
• [8] Semtech Corporation. LoRa Modulation Basics; AN1200.22; Semtech Corporation: Camarillo, CA, USA, 2015.
• [9] Ertürk M.A., Aydın M.A., Büyükakkaslar M.T., Evirgen H., A Survey on LoRaWAN Architecture, Protocol and Technologies,October 2019 Future Internet 11(10):216 DOI:10.3390/fi11100216
• [10] Oniga, B.; Dadarlat, V.; Poorter, E.D.; Munteanu, A. Analysis, design and implementation of secure LoRaWAN sensor networks. In Proceedings of the 13th IEEE International Conference on Intelligent Computer Communication and Processing (ICCP), Cluj-Napoca, Romania, 7–9 September 2017; pp. 421–428
• [11] Projekt POIR.02.03.02-02-0002/18 (2018-19): Opracowanie innowacyjnej platformy czujnikowej z łącznością bezprzewodową LPWAN zunifikowanej z systemem zarządzania inteligentnym budynkiem BMS Chronomatik
• [12] Sub-G Module Data Sheet, MP Part Number: CMWX1ZZABZ-078 CMWX1ZZABZ-091 Specification Number : BP-ABZ-C, Murata
• [13] Datasheet: TPS62745, TPS627451. TPS62745 Dual-cell Ultra Low IQ Step Down Converter for Low Power Wireless Applications. REVISED JUNE 2015
• [14] Datasheet: ST25DV04K ST25DV16K ST25DV64K. Dynamic NFC/RFID tag IC with 4-Kbit, 16-Kbit or 64-Kbit EEPROM, and fast transfer mode capability
• [15] Datasheet Sensirion SCD30 Sensor Module CO2, humidity, and temperature sensor,Preliminary version 0.8 – D1 – January 2018, Sensirion AG
• [16] Datasheet: DS18B20 Programmable Resolution 1Wire Digital Thermometer, Maxim Integrated, 2008
• [17] User manual: STM32 LoRaWAN® Expansion Package for STM32Cube, ST Microelectronics, UM2073, rev. 11, 2021
• [18] Ayele, E.D.; Hakkenberg, C.; Meijers, J.P.; Zhang, K.; Meratnia, N.; Havinga, P.J.M. Performance analysis of LoRa radio for an indoor IoT applications. In Proceedings of the International Conference on Internet of Things for the Global Community (IoTGC), Funchal, Portugal, 10–13 July 2017; pp. 1–8.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).