Low Power Wide Area Networks (LPWAN) are able to combine long range communication with a low energy consumption sacrificing performance in terms of bit rate and message frequency. This thesis presents a general evaluation of the LPWAN characteristics and a description of the LPWAN protocols LoRaWAN, SigFox and NB-IoT. It also covers a method to evaluate if a LPWAN technology would be a suitable choice of communication technology for a certain use case. Lastly, it covers the implementation of LoRaWAN on a connected electromechanical lock and investigates in the real life performance of the lock by using eight nodes in two case studies involving four locations each. The lock was evaluated from how often it was able to send a heartbeat (a status message), how reliable the communication was, what latency a user could expect and how much energy a data transmission required. Two of the eight nodes were placed in a deep indoor environment. One of them, located 0.794 km from a gateway was able transmit every 150th second. The other one located 1.85 km from a gateway was not able to successfully deliver any packets at all. Five nodes were able to transmit most heartbeats within 10 seconds. The Packet Delivery Ratio (PDR) was below 90% for all locations except for one. In this location, the node was placed close to a large window and managed to communicate with a gateway 3.22 km away with a PDR of 97% and almost exclusively with less than 10 seconds between transmission. The results in this thesis show the potential in LoRaWAN but highlights how dependent the performance will be of the placement of the lock. / Genom att kombinera låg dataöverföringshastighet och låg meddelandefrekvens kan LPWAN uppnå en kommunikation med lång räckvidd och låg energiförbrukning. Denna uppsats går igenom vad som karaktäriserar LPWAN i stort samt presenterar LPWAN-protokollen LoRaWAN, SigFox och NB-IoT. Den visar även en metod vilken kan användas för att utvärdera hur väl ett use case lämpar sig för LPWAN-tekniken. Slutligen görs en implementering av LoRaWAN i ett uppkopplat lås från ASSA ABLOY för att undersöka vilken prestanda som är möjlig att uppnå för åtta olika noder i två olika fallstudier. Låset utvärderades utfirån hur ofta det kunde skicka statusmeddelanden, hur tillförlitlig kommunikationen var samt hur mycket energi som förbrukades. Två av åtta noder placera-des långt in i sina respektive byggnader, den ena kunde endast skicka statusuppdateringar i intervaller om 150 sekunder och den andra lyckades inte leverera några datapaket alls. Fem noder lyckades skicka de flesta statusuppdateringerna i intervall under tio sekunder. Resultatet visade på en packet delivery ratio under 90% i samtliga fall förutom ett. Där placerades noden nära ett stort fönster och lyckades kommunicera med en gateway 3.22 km bort med en PDR på 97% och mindre än 10 sekunder mellan sändningarna. Detta resultat visar potentialen för LoRaWAN men belyser även hur beroende prestandan kommer att vara av hur låset placeras.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-214595 |
| Date | January 2017 |
| Creators | PETTER, LAGUSSON, JOHANNA, NORDLÖF |
| Publisher | KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | MMK 2017: 71MDA 624 |
Page generated in 0.0025 seconds