W okresie od czerwca do sierpnia 2018 roku przeprowadzone zostały pomiary zasięgu sieci LoRaWAN w obszarze Zatoki Gdańskiej, które przeprowadzone zostały w różnych warunkach i miejscach. Badania zostały zaplanowane w taki sposób, aby stopniowo zwiększać zasięg oraz kontrolować wpływ czynników środowiskowych.
• Etap 1: Badanie zasięgu „z brzegu” wokół Zatoki Puckiej.
Ekipa pomiarowa wyposażona w urządzenia pomiarowe odbyła przejazd samochodem wzdłuż wybrzeża, zatrzymując się w charakterystycznych punktach w celu zbadania poprawności transmisji.
• Etap 2: Próbny rejs badawczy
W ramach tego etapu przeprowadzone zostały dwa próbne rejsy na dwóch różnych typach jednostek – MILA oraz na motorowej łodzi badawczej IO PAN.
• Etap 3: Rejs badawczy w celu ustalenia maksymalnego zasięgu sieci
Laboratorium MILA zostało wyposażone w tracker, który zamontowany został na wysokości ok. 8 metrów nad poziomem wody
• Etap 4: Rejs demonstracyjny
W trakcie tego etapu przeprowadzony został rejs, małą jednostką żaglową (jacht klasy Puck), po wodach Zatoki Puckiej w celu zademonstrowania możliwości śledzenia na żywo pozycji jednostki. W trakcie tego etapu tracker zamontowany został na szczycie masztu ok. 6 m nad poziomem wody. Oprócz tego, w Pucku ustawiony został tymczasowo uruchomiony dodatkowy gateway w celu zapewnianie pokrycia brakującego fragmentu Zatoki Puckiej.
We wszystkich etapach podstawowym urządzeniem pomiarowym był tracker firmy 1m2m. Jest on wyposażony w odbiornik systemu GPS, czujnik temperatury oraz ciśnieniomierz. Odczytane dane wysyłane są za pośrednictwem sieci LoRaWAN do serwera zbierającego dane.
Przebieg i wyniki badań
Etap 1
W trakcie tego etapu udało się uzyskać zasięg wzdłuż prawie całego wybrzeża od Rzucewa aż do krańca Półwyspu Helskiego. Natomiast brak zasięgu stwierdzono na odcinku od Pucka do Władysławowa. Spowodowane jest to ukształtowaniem terenu w okolicach Pucka, które powoduje zasłonięcie anteny zlokalizowanej w Gdyni. W trakcie tych badań największa odległość w linii prostej do gatewaya zlokalizowanego w Gdyni wyniosła 29 km. Na samym końcu cypla helskiego przeprowadzony został również lot pomiarowy samolotem multiTASK.
Na tym etapie udało się potwierdzić przydatność technologii LoRaWAN do daleko-zasięgowej komunikacji, zwłaszcza w warunkach morskich. Wyniki pomiarów na tym etapie pokazały, że technologia ta ma jeszcze większe możliwości zasięgu.
Etap 2
Na tym etapie postanowiono zbadać jak urządzenia zachowują się w warunkach pracy na morzu. Wykorzystano tutaj dwie różne jednostki pływające. Pierwszą była MILA, która w trakcie rejsu z Jastarni do portu macierzystego w Górkach Zachodnich miała zainstalowany tracker w kokpicie (na wysokości ok. 2 m na poziomem wody). W drugim przypadku wykorzystana została motorowa łódź „Sonda” należąca do IO PAN. W trakcie technicznego rejsu z Górek Zachodnich w okolice Mechelinek również został zainstalowany tracker na wysokości ok. 1 m nad poziomem wody. W obu przypadkach stwierdzono braku jakichkolwiek problemów z łącznością w warunkach morskich.
Etap 3
W następnej kolejności zbadano maksymalny zasięg sieci. W tym celu przeprowadzone zostały dwa rejsy laboratorium MILA. Podczas pierwszego (z Górek Zachodnich na Hel) udało się osiągnąć odległość wynoszącą ok. 35 kilometrów. Po wpłynięciu w zasięg sieci GSM i po sprawdzeniu wyników okazało się, że to nie była jeszcze maksymalna możliwa odległość. Dlatego następnego dnia, podczas rejsu powrotnego przeprowadzono eksperyment z odległości 43 kilometrów, który również zakończył się powodzeniem.
Etap 4
Ostatnim etapem było zbadanie przydatności tej technologii na małych jednostkach pływających służących do rekreacji oraz zbadanie możliwości śledzenia obiektu na żywo. W tym celu zamontowany został tymczasowy gateway na budynku Harcerskiego Ośrodka Morskiego, który miał pokryć swym zasięgiem brakujący fragment Zatoki Puckiej – od Pucka do Władysławowa. Ekipa pomiarowa odbyła krótki rejs po wodach Zatoki, umożliwiając pracownikom CI TASK oraz HOM śledzenie jachtu na specjalnie przygotowanej stronie.
Podsumowanie oraz wnioski
Wszelkie zarejestrowane dane z trackera zostały zaprezentowane na mapie poniżej. Uzyskane wyniki umożliwiły także przeprowadzenie ekstrapolacji matematycznej zasięgu sieci. Wyliczony obszar zaznaczony został na poniższej mapie. Obecnie zainstalowane są dwa gatewaye (na mapie zaznaczone czerwonym okręgiem). Zasięg w terenie miejskim jest bardzo trudny do oszacowania, ponieważ mają na niego wpływ wszelkie przeszkody terenowe, w szczególności zabudowania. Obszar morski jest bardziej przewidywalny pod tym względem. Tegoroczne badania pokazują, że technologia LoRaWAN może być użyta w wielu morskich projektach i przedsięwzięciach badawczych.
Dodaj komentarz