LPWAN-verkkotuen lisääminen tuotannossa olevaan IoT-laitteeseen

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa tuotannossa olevalle laitteelle tuki LoRaWAN-verkolle. LoRaWAN-toteutukseksi valittiin LoRa Server -projekti, jolta oli saatavilla valmis ohjelmistoratkaisu referenssialustalle. Projektin komponenttien lisääminen tuotantolaitteeseen osoittautui haasteelliseksi ohjelmistoversioiden yhteensopimatto-muuksien vuoksi. Tuotantolaitetta lähdettiin päivittämään ja tueksi pystytettiin kehitysympäristö, mutta tuntemattomasta syystä verkon päätelaitteet eivät saaneet palvelimen viestejä. Ongelma saattoi liittyä ajastusongelmiin, koska A-luokan päätelaite vastaanottaa viestit vain tietyllä aikaikkunalla. Yhdyskäytävän toiminnallisuus siirrettiin erilliselle alustalle, jolloin viestintä saatiin toiminaan, mutta toiminnassa esiintyi epävakautta ja viestisisältö oli korruptoitunutta. Tavoitteeseen ei tämän työn puitteissa päästy, mutta työ antaa hyvän pohjan jatkokehitykselle. Työn lopussa suoritettiin referenssialustalla paikallisen LoRaWAN-verkon latenssimittaus, jota verrattiin aikaisempaan hajautetun verkon mittaukseen. Tuloksen perusteella voidaan todeta, että aikakriittisissä sovelluksissa on suositeltavaa käyttää paikallista keskitettyä verkkoratkaisua.

In this thesis the goal was to design and implement LoRaWAN network architecture to an IoT-device which is in production. LoRa Server-project was chosen because it had a complete software solution for a reference platform. Adding these software components to the device turned out to be challenging due to the incompatible software versions. The device software was updated, and a development environment was established. For some unknown reason LoRaWAN end-device was not able to receive messages from the server. This might have been a timing issue because class A end-device has fixed downlink windows. The operations of the gateway were moved to a second platform and the communication started working. Even then the network operation was unstable, and the uplink messages got corrupted. The goals of this thesis were not achieved. Nevertheless, it offers a good base for further research. In addition, a measurement with reference platform was conducted to determine whether a local and centralized configuration would outperform a decentralized one. The result was that latency was clearly lower with local system. Thus, it is recommended to use centralized configuration in time-critical applications.