LoRan hyödyntäminen IoT-hankkeissa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää LoRa-teknologia soveltuvuutta langattomana tiedonsiirtomenetelmänä Iotas Oyn IoT-hankkeissa. LoRa on pitkän kantaman radiotekniikka, joka on suunniteltu vähän virtaa kuluttaville IoT-laitteille (Internet Things). LoRa on Sem-tech Corporationin patentoima. Kun kolme LoRa-radiomoduulia oli suunniteltu ja rakennettu Iotas Oy: n toimesta sekä Nucleon- että Raspberry PI-alustoille, oli aika aloittaa LoRa- ja LoRawan-teknologian testausohjelmien rakentaminen. LoRa ja LoRaWAN olivat uusi tekniikka vuoden 2016 alussa, joten niiden tutkimiseen ei ollut niin paljon materiaalia, mutta koska opinnäytetyötä tehtiin rauhassa opintojen ohella, saatiin kattavampi kuva näitä tekniikoista.

Tutkimusmenetelmänä käytettiin kvalitatiivista tutkimusta, jota empiiriset tutkimusmenetelmät tukivat käytännössä.

Tuloksena selvisi, kuinka helposti eri alustoilla toimivat LoRa-modulit saadaan toimimaan. LoRan kuuluvuuden osalta selvisi, että sen mittaus on tehtävä jokaisessa tapauksessa tapauskohtaisesti. LoRaa ja LoRaWANia koskevat viranomaissäädökset selvitettiin. Tekniikkaa vertailtiin myös kilpaileviin vaihtoehtoihin. Samoin Lora ja LoRaWAN tekniikoiden puutteet selvitettiin ja ratkaisuvaihtoja niihin löydettiin. Johtopäätöksenä voidaan sanoa, että Lora soveltuu hyvin Iot-laitteiden tiedonsiirtotavaksi samoin LoRaWAN protokollaa voi käyttää tietyin rajauksin, mutta kumpaankin teknologiaan sisältyy omat rajoitteensa, mitkä tulee ottaa huomioon niitä käytettäessä.

The objective of the thesis was to study the suitability of LoRa technology to be used as a wireless data transmission method in Iotas Oy’s IoT-projects. LoRa is a long-range radio technology designed especially for low-power IoT devices (Internet of Things). Lora is patented by Semtech Corporation. After designing and building three LoRa radio modules by Iotas Oy on both Nucleon and Raspberry PI platforms, it was time to start studying and building the test programs for LoRa and LoRaWAN technology. At the beginning of 2016, there was not so much material on LoRa or LoRaWAN technology, however, because of long term of time used at this work beside studies, a more complete picture of these techniques was obtained.

The research method used was qualitative research, which was supported in practice by empirical research methods.

As a result of this thesis, it became clear how easy it is place all these Lora modules on different platforms and make them work. Regarding LoRa’s coverage measurements, it was clear that its measurement must be done in each case on a case-by-case basis. Additionally, LoRa and LoRaWAN regulatory authorities were investigated. The techniques were also compared to competing options. Similarly, the shortcomings of Lora and LoRaWAN techniques were investigated and solutions were discovered. As a conclusion, Lora is well suited for IoT devices and LoRaWAN protocol can be used with certain limits; nevertheless, both technologies have their own problems that should be taken into account when using them.