Medida de cobertura y envío de datos de sensores ambientales a través de LoRa en contexto internet de las cosas

Abstract

Este proyecto consiste en la implementación de un sensor IoT (internet de las cosas, del inglés, Internet of Things) de temperatura y humedad relativa ambientales. Para ello se conectarán dos placas STM32WL55JC mediante LoRa, un tipo de modulación basada en la modulación CSS (modulación de espectro ensanchado chirp), con mucho alcance y bajo consumo de energía. Las placas son del fabricante STMicroelectronics y se caracterizan principalmente por su módulo integrado que utilizaremos para usar la modulación LoRa. Además estas placas necesitan una baja potencia para su funcionamiento. Una de estas placas, actuando como transmisor, estará conectada a un sensor SHT20, el cual permite obtener medidas ambientales a través de las variables de humedad ambiental y temperatura. Este sensor tomará las medidas oportunas para enviarlas a la otra placa, que actúa como receptor, el cual estará conectado a un puerto UART de una computadora donde podremos recibir toda la información procedente del sensor. Una vez interconectadas las placas, se harán dos tipos de experimentos; en uno se tomarán medidas de la temperatura y humedad relativa cada 5 minutos durante 24 horas; y en el otro se determinará la cobertura de la conexión de las placas mediante los parámetros de RSSI y SNR, que son el indicador de intensidad recibida y la relación señal-ruido, respectivamente. Con esto, se comprobará que al aumentar el parámetro Spreading Factor de la modulación, se obtiene una mayor cobertura.

This project consists of the implementation of an IoT (Internet of Things) sensor for environmental temperature and relative humidity. Two STM32WL55JC boards will be connected using LoRa, a type of modulation based on CSS modulation (chirp spread spectrum modulation), with long range and low power consumption. The boards are from the manufacturer STMicroelectronics and are mainly characterised by their integrated module which we will use to use LoRa modulation. In addition, these boards require low power for operation. One of these boards, acting as a transmitter, will be connected to a SHT20 sensor, which allows environmental measurements to be obtained through the environmental humidity and temperature variables. This sensor will take the appropriate measurements to send them to the other board, acting as a receiver, which will be connected to a UART port of a computer where we will be able to receive all the information coming from the sensor. Once the boards are interconnected, two types of experiments will be carried out; in one, temperature and relative humidity measurements will be taken every 5 minutes for 24 hours; and in the other, the coverage of the connection of the boards will be determined by means of the RSSI and SNR parameters, which are the received intensity indicator and the signal-to-noise ratio, respectively. This will show that by increasing the Spreading Factor parameter of the modulation, a higher coverage will be obtained.