Técnicas de Geolocalização em Redes LoRaWAN como Abordagem de Tolerância a Falhas para Dispositivos IoT Baseados em GPS
Abstract
The wide adaptation of the concept of Internet of Things (IoT) and smart cities involves increasing the reliability and availability of applications in the face of failures. Long-range, low-power networks are used in such applications to provide connectivity. In this context, object tracking is an important feature. Usually GPS is used for that purpose. However, GPS failure may compromise the application. This work implements a hybrid geolocation strategy in LoRaWAN networks. The implementation is compared to a commercial tool where an environment with three gateways LoRaWAN was set up to perform an evaluation. Results show errors of about 151 and 19 meters in the worst and best case, respectively.
References
Almeida, T. V. O., Silva, M., Souza, J., Souza, A. R., , Spanhol, F. A., and Camargo, E. T. (2020). Avaliação de dispositivos de rastreamento em uma rede lorawan no contexto de cidades inteligentes. In Anais do IV Workshop de Computação Urbana, pages 1–14, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Bissett, D. (2018). Analysing tdoa localisation in lora networks. Master’s thesis, Delft University of Technology.
Centenaro, M., Vangelista, L., Zanella, A., and Zorzi, M. (2016). Long-range communications in unlicensed bands: the rising stars in the iot and smart city scenarios. IEEE Wirel. Comm., 23(5):60–67.
Crowell, C. (2018). Lorawan geolocalization using tdoa. Master’s thesis, University of New Hampshire.
de Oliveira, L., da Conceição, A., and Neto, L. S. (2018). Revisão sistemática da literatura sobre aplicações das tecnologias lora e lorawan. In Anais Estendidos do VIII Simpósio Brasileiro de Engenharia de Sistemas Computacionais, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Fargas, B. C. and Petersen, M. N. (2017). Gps-free geolocation using lora in low-power wans. In 2017 Global Internet of Things Summit (GIoTS), pages 1–6.
FOY, W. H. (1976). Position-location solutions by taylor-series estimation. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, AES-12(2):187–194.
Gu, C., Jiang, L., and Tan, R. (2018). Lora-based localization: Opportunities and challenges. CoRR, abs/1812.11481.
Khelifi, F., Bradai, A., Benslimane, A., Rawat, P., and Atri, M. (2019). A survey of localization systems in internet of things. Mobile Networks and Applications, 24(3):761– 785.
Kumler, M. (1994). Flattening the earth: Two thousand years of map projections. Cartographic Perspectives, (18):32–33.
LORA ALLIANCE (2015). Lorawan: What is it? a technical overview of lora and lorawan. acesso em 22/09/2020.
Manzoni, P., Calafate, C. T., Cano, J.-C., and Hernández-Orallo, E. (2019). Indoor vehicles geolocalization using lorawan. Future Internet, 11(6):124.
Nichat, M. (2013). Landmark based shortest path detection by using a* algorithm and haversine formula.
Pastório, A. F., Camargo, E. T., and Rodrigues, L. A. (2020). Uma revisão sistemática da literatura sobre tolerância a falhas em internet das coisas. In Anais Estendidos do X Simpósio Brasileiro de Engenharia de Sistemas Computacionais, pages 57–64, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Podevijn, N., Plets, D., Trogh, J., Martens, L., Suanet, P., Hendrikse, K., and Joseph, W. (2018a). Tdoa-based outdoor positioning with tracking algorithm in a public lora network. Wireless Communications and Mobile Computing, 2018:1864209.
Podevijn, N., Trogh, J., Karaagac, A., Haxhibeqiri, J., Hoebeke, J., Martens, L., Suanet, P., Hendrikse, K., Plets, D., and Joseph, W. (2018b). Tdoa-based outdoor positioning in a public lora network. In 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), pages 1–4.
Rossato, J., Spanhol, F. A., and Camargo, E. T. (2020). Implantação e avaliação de uma In Anais rede sem-fio de longo alcance e baixa potência para cidades inteligentes. do IV CoUrb / IV Workshop de Computação Urbana, pages 1–14, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
THE THINGS NETWORK (2020). The things network (ttn). acesso em 22/09/2020.
Bissett, D. (2018). Analysing tdoa localisation in lora networks. Master’s thesis, Delft University of Technology.
Centenaro, M., Vangelista, L., Zanella, A., and Zorzi, M. (2016). Long-range communications in unlicensed bands: the rising stars in the iot and smart city scenarios. IEEE Wirel. Comm., 23(5):60–67.
Crowell, C. (2018). Lorawan geolocalization using tdoa. Master’s thesis, University of New Hampshire.
de Oliveira, L., da Conceição, A., and Neto, L. S. (2018). Revisão sistemática da literatura sobre aplicações das tecnologias lora e lorawan. In Anais Estendidos do VIII Simpósio Brasileiro de Engenharia de Sistemas Computacionais, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Fargas, B. C. and Petersen, M. N. (2017). Gps-free geolocation using lora in low-power wans. In 2017 Global Internet of Things Summit (GIoTS), pages 1–6.
FOY, W. H. (1976). Position-location solutions by taylor-series estimation. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, AES-12(2):187–194.
Gu, C., Jiang, L., and Tan, R. (2018). Lora-based localization: Opportunities and challenges. CoRR, abs/1812.11481.
Khelifi, F., Bradai, A., Benslimane, A., Rawat, P., and Atri, M. (2019). A survey of localization systems in internet of things. Mobile Networks and Applications, 24(3):761– 785.
Kumler, M. (1994). Flattening the earth: Two thousand years of map projections. Cartographic Perspectives, (18):32–33.
LORA ALLIANCE (2015). Lorawan: What is it? a technical overview of lora and lorawan. acesso em 22/09/2020.
Manzoni, P., Calafate, C. T., Cano, J.-C., and Hernández-Orallo, E. (2019). Indoor vehicles geolocalization using lorawan. Future Internet, 11(6):124.
Nichat, M. (2013). Landmark based shortest path detection by using a* algorithm and haversine formula.
Pastório, A. F., Camargo, E. T., and Rodrigues, L. A. (2020). Uma revisão sistemática da literatura sobre tolerância a falhas em internet das coisas. In Anais Estendidos do X Simpósio Brasileiro de Engenharia de Sistemas Computacionais, pages 57–64, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Podevijn, N., Plets, D., Trogh, J., Martens, L., Suanet, P., Hendrikse, K., and Joseph, W. (2018a). Tdoa-based outdoor positioning with tracking algorithm in a public lora network. Wireless Communications and Mobile Computing, 2018:1864209.
Podevijn, N., Trogh, J., Karaagac, A., Haxhibeqiri, J., Hoebeke, J., Martens, L., Suanet, P., Hendrikse, K., Plets, D., and Joseph, W. (2018b). Tdoa-based outdoor positioning in a public lora network. In 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), pages 1–4.
Rossato, J., Spanhol, F. A., and Camargo, E. T. (2020). Implantação e avaliação de uma In Anais rede sem-fio de longo alcance e baixa potência para cidades inteligentes. do IV CoUrb / IV Workshop de Computação Urbana, pages 1–14, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
THE THINGS NETWORK (2020). The things network (ttn). acesso em 22/09/2020.
Published
2021-08-16
How to Cite
PASTÓRIO, André F.; CAMARGO, Edson T. de.
Técnicas de Geolocalização em Redes LoRaWAN como Abordagem de Tolerância a Falhas para Dispositivos IoT Baseados em GPS. In: FAULT TOLERANCE WORKSHOP (WTF), 22. , 2021, Uberlândia.
Anais [...].
Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação,
2021
.
p. 29-42.
ISSN 2595-2684.
DOI: https://doi.org/10.5753/wtf.2021.17202.
