Um Algoritmo de Gerenciamento de Retransmissão em Nível de Aplicação para redes LoRaWAN

  • João P. Pastório UTFPR
  • Álvaro R. Castro e Souza UTFPR
  • Edson T. de Camargo UTFPR

Resumo


A Internet das Coisas (IoT), conceito relacionado à conexão de objetos com a Internet, permite desenvolver diferentes tipos de aplicações em diversas áreas. A tecnologia sem fio LoRa e seu protocolo LoRaWAN formam uma importante infraestrutura de comunicação para aplicações IoT que requerem longo alcance e baixo consumo energético, como sensores localizados em áreas urbanas e rurais. No entanto, o padrão LoRa está sujeito a interferências em seu sinal. Dessa forma, não há qualquer garantia de que os dados transmitidos pelos dispositivos finais IoT serão de fato recebidos pelos pontos de acesso. Esse trabalho propõe uma abordagem em nível de aplicação para gerenciar a retransmissão de pacotes. Em experimentos com envio de 150 pacotes de dados se obteve 100% de sucesso no recebimento dos mesmos após as retransmissão.

Referências

Abdelfadeel, K. Q., Zorbas, D., Cionca, V., and Pesch, D. (2020). Fine-grained scheduling for reliable and energy-efficient data collection in lorawan. IEEE Internet of Things Journal, 7(1):669-683.

Al-Fuqaha, A., Guizani, M., Mohammadi, M., Aledhari, M., and Ayyash, M. (2015). Internet of things: A survey on enabling technologies, protocols, and applications. IEEE Communications Surveys Tutorials, 17(4):2347-2376.

Alliance, L. (2017). LoRaWAN 1.1 specification. LoRa Alliance, Beaverton, Oregon, Estados Unidos.

Almeida, T. V. O., Pastório, J. P., Álvaro R. C. Souza, Spanhol, F. A., and de Camargo, E. T. (2021). Em busca de um algoritmo de retransmissão em redes lorawan. V Workshop de Computação Urbana.

Camargo, E., Spanhol, F. A., and e Souza, Á. R. C. (2021). Deployment of a lorawan network and evaluation of tracking devices in the context of smart cities. J. Internet Serv. Appl., 12(1):8.

Capuzzo, M., Magrin, D., and Zanella, A. (2018). Confirmed traffic in lorawan: Pitfalls and countermeasures. 17th Annual Mediterranean Ad Hoc Networking Workshop, pages 87-93.

Ferreira, A. E., Ortiz, F. M., Costa, L. H. M. K., Foubert, B., Amadou, I., and Mitton, N. (2020). A study of the lora signal propagation in forest, urban, and suburban environments. Annals of Telecommunications.

Forouzan, B. A. (2009). Comunicação de dados e redes de computadores. AMGH Editora.

Fraga-Lamas, P., Celaya-Echarri, M., Azpilicueta, L., Lopez-Iturri, P., Falcone, F., and Fernández-Caramés, T. M. (2020). Design and empirical validation of a lorawan iot smart irrigation system. Proceedings.

Framingham, M. (2019). The growth in connected iot devices is expected to generate 79.4zb of data in 2025.

Gomez, C. and Crowcroft, J. (2020). Multimodal retransmission timer for lpwan. IEEE Internet of Things Journal, 7(6):4827-4838.

Johnston, S. J., Basford, P. J., Bulot, F. M. J., Apetroaie-Cristea, M., Easton, N. H. C., Davenport, C., Foster, G. L., Loxham, M., Morris, A. K. R., and Cox, S. J. (2019). City scale particulate matter monitoring using lorawan based air quality iot devices. Sensors.

Khanna, A. and Kaur, S. (2019). Evolution of internet of things (iot) and its significant impact in the field of precision agriculture. Computers and Electronics in Agriculture, pages 218-321.

Lavric, A. and Popa, V. (2017). Internet of things and lora™ low-power wide-area networks: A survey. In 2017 International Symposium on Signals, Circuits and Systems (ISSCS), pages 1-5.

LoRa Alliance (2017). LoRaWAN™ 1.1 specification. LoRa Alliance, Beaverton, Oregon, Estados Unidos.

Marais, J. M., Abu-Mahfouz, A. M., and Hancke, G. P. (2020). A survey on the viability of confirmed traffic in a lorawan. IEEE Access, 8:9296-9311.

Mekki, K., Bajic, E., Chaxel, F., and Meyer, F. (2017). A comparative study of lpwan technologies for large-scale iot deployment. ICT Express.

Pastório, J. P., álvaro R. C. Souza, and de Camargo, E. T. (2021). Simulação do monitoramento de veículos em uma rede lorawan usando ns-3. XIX Escola Regional de Redes de Computadores.

Radioenge (2018). LoRa Gateway Radioenge. Radioenge.

Rossato, J., Spanhol, F., and Camargo, E. (2020). Implantação e avaliação de uma rede sem-fio de longo alcance e baixa potência para cidades inteligentes. In Anais do IV Workshop de Computação Urbana, pages 192-205, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.

Semtech (2019). LoRa and LoRaWAN: A Technical Overview.

Seneviratne, P. (2019). Beginning LoRa Radio Networks with Arduino: Build Long Range, Low Power Wireless IoT Networks. Apress.

Shanmuga Sundaram, J. P., Du, W., and Zhao, Z. (2020). A survey on lora networking: Research problems, current solutions, and open issues. IEEE Communications Surveys Tutorials, 22(1):371-388.

Singh, R. K., Aernouts, M., Meyer, M. D., Weyn, M., and Berkvens, R. (2020). Leveraging lorawan technology for precision agriculture in greenhouses. Sensors (Basel, Switzerland).
Publicado
27/05/2022
Como Citar

Selecione um Formato
PASTÓRIO, João P.; CASTRO E SOUZA, Álvaro R.; CAMARGO, Edson T. de. Um Algoritmo de Gerenciamento de Retransmissão em Nível de Aplicação para redes LoRaWAN. In: WORKSHOP DE TESTES E TOLERÂNCIA A FALHAS (WTF), 23. , 2022, Fortaleza. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2022 . p. 99-112. ISSN 2595-2684. DOI: https://doi.org/10.5753/wtf.2022.223554.