Investigando soluções para a comunicação LoRaWAN fim-a-fim em aplicações industriais críticas

• Processo: 23/05860-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Dhiego Fernandes Carvalho
• Beneficiário: Dhiego Fernandes Carvalho
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia. Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Sorocaba. Sorocaba , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Eduardo Paciência Godoy
• Assunto(s): Rede de sensores sem fio Indústria 4.0 Internet das coisas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Industria 4 | Internet das Coisas | IPv6 | LoraWAN | 0 | Redes de Sensores Sem Fio

Resumo

As Redes de Longa Distância de Baixa Potência (LPWAN) são uma tecnologia útil dentro do contexto da Internet das Coisas Industrial (IIoT), permitindo a comunicação com dispositivos finais como sensores e atuadores inteligentes em áreas amplas, como em uma fábrica, área urbana ou rural. Entre as LPWANs, a tecnologia LoRaWAN é a mais promissora. No entanto, apesar de ser uma excelente escolha para o cenário IIoT e aplicações de monitoramento remoto na Indústria 4.0 (I4.0), o LoRaWAN apresenta algumas restrições que impactam em sua escalabilidade e confiabilidade. A dificuldade de transmitir pacotes IP devido ao grande overhead de comunicação dificulta uma comunicação bidirecional fim-a-fim entre o dispositivo final LoRaWAN e a aplicação do usuário ou outro dispositivo final, sendo ele LoRaWAN ou não. Além disso, a grande latência e probabilidade de falha na transmissão de dados tornam essa tecnologia inadequada para aplicações críticas, ou seja, aplicações que exigem baixa latência e alta confiabilidade na entrega de informações, como a medição de níveis de água em barragens ou a temperatura de caldeiras em fábricas. Diante dessa demanda, este projeto tem como objetivo investigar e desenvolver soluções que superem esses problemas. Para isso, propõe-se investigar a compactação de cabeçalho e fragmentação de pacotes IPv6 como solução para comunicação fim-a-fim LoRaWAN, a virtualização de dispositivos LoRaWAN para comunicação redundante e aumento da confiabilidade, e a otimização da taxa de dados (ADR) LoRaWAN para redução da latência de comunicação. Como resultado, o desenvolvimento conjunto dessas soluções habilitará a comunicação LoRaWAN fim-a-fim em aplicações industriais críticas, ampliando seu leque de potenciais aplicações em IIoT e I4.0. (AU)