Voss, Eva M. (2024) Análisis y propuesta de solución de conectividad inalámbrica IoT para Cooperativa de Electricidad Bariloche Ltda / Analysis and proposed solution for IoT wireless connectivity for the Bariloche Electricity Cooperative Itd. Proyecto Integrador Ingeniería en Telecomunicaciones, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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| PDF (Tesis) Español 13Mb |
Resumen en español
En este proyecto se realizó una prueba de concepto centrada en la implementación de una solución de conectividad específica para la supervisión de una red eléctrica de media tensión. Para lograrlo, se implementó una red inalámbrica IoT utilizando el protocolo de comunicación LoRaWAN. El proyecto se realizó en colaboración con la Cooperativa de Electricidad de Bariloche Ltda. (CEB) quienes proveyeron los dispositivos y entornos necesarios para tal fin. La solución propuesta se focalizó en intervenir sensores de paso de falla carentes de conectividad inalámbrica y diseñar una red de supervisión en base a ellos. Para su implementación, el trabajo se limitó al estudio de tres locaciones de la línea de media tensión que fueron determinadas por la CEB. Se realizó un exhaustivo estudio del protocolo y se seleccionaron los dispositivos disponibles en el mercado, que no resultaron ser los más adecuados para una implementación a nivel productivo pero fueron útiles para el objetivo de realizar una prueba conceptual. Se estableció un servidor LoRaWAN a nivel local y se configuraron tanto este servidor como los dispositivos para establecer una red LoRaWAN. Se llevó a cabo una prueba piloto para evaluar su desempeño y alcance. Se incorporaron los dispositivos de comunicación LoRaWAN a los sensores para dotarlos de conectividad inalámbrica que permitiera su supervisión y control a larga distancia. Se realizaron pruebas de validación y compatibilidad electromagnética sobre los dispositivos finales. Una vez concluidas los ensayos en laboratorio, se desplegó las solución propuesta en el sector designado para la prueba. Se realizaron comprobaciones con los dispositivos en la nueva red desde las locaciones, lo que permitió depurar errores tanto a nivel de servidor como de firmware de los dispositivos. Finalmente, con la red funcionando de manera ´optima, se llevó a cabo una demostración para la CEB, corroborando el funcionamiento de los equipos en las ubicaciones especificadas y demostrando así el potencial y alcance de estas redes.
Resumen en inglés
This project involved conducting a proof of concept focused on implementing a specific connectivity solution for monitoring the medium-voltage electrical network. To achieve this, an IoT wireless network was implemented using the LoRaWAN communication protocol. The project was carried out in collaboration with the Cooperativa de Electricidad de Bariloche Ltda. (CEB), who provided the necessary devices and environments for this purpose. The proposed solution targeted fault passage sensors lacking wireless connectivity and was limited to studying three locations on the medium-voltage line as determined by the CEB. A thorough study of the protocol was conducted, and devices available in the market were selected, although they was not the most suitable for productive-level implementation but proved usefull for the conceptual test. A LoRaWAN server was established locally, and both this server and the devices were configured to establish a LoRaWAN network. A pilot test was conducted to assess its performance and coverage. LoRaWAN communication devices were integrated into the sensors to provide them with wireless connectivity for remote monitoring and control. Validation and electromagnetic compatibility tests were conducted on the final devices. Once proficient in using the devices and the network itself, the network was relocated to the designated test sector. Tests were conducted with the devices in the new network from the designated locations, allowing for debuging of errors at both server and device firmware level. Finally, with the network operating optimally, a demonstration was conducted for the CEB, showcasing the functionality of the equipment at the specified locations and so demonstrating the potential and scope of these networks.
| Tipo de objeto: | Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería en Telecomunicaciones) |
|---|---|
| Palabras Clave: | [Wireless connectivity; Conectividad inalámbrica; Medium voltage network; Red eléctrica de media tensión; LoRaWAN communication protocol; Protocolo de comunicación LoRaWAN; Bariloche Electricity Cooperative ltd; Cooperativa de Electricidad Bariloche ltda] |
| Referencias: | [1] Chaudhari, B. S., Zennaro, M. LPWAN Technologies for IoT and M2M Applications. Elsevier Science, 2020. URL https://www.perlego.com/book/1814432/lpwan-technologies-for-iot-and-m2m-applications-pdf, original work published 2020. 1 [2] Low-power wide area network (LPWAN) overview. https://tools.ietf.org/pdf/rfc8376.pdf. Visitado: Abril 2023. 2 [3] LoRa Alliance. LoRa Alliance, 2023. URL https://lora-alliance.org, visitado: Abril 2023.2 [4] Sigfox. Sigfox, 2023. URL https://www.sigfox.com, visitado: Abril 2023. 2 [5] GSMA. Narrow Band Internet of Things (NB-IoT), 2023. URL https://www.gsma.com/iot/narrow-band-internet-of-things-nb-iot/, visitado: Abril 2023. 2 [6] Semtech. Semtech, 2023. URL https://www.semtech.com, visitado: Abril 2023. 2, 5, 13 [7] Vangelista, L. Frequency shift chirp modulation: The lora modulation. IEEE Signal Processing Letters, 24 (12), 1818–1821, 2017. 3 [8] Committee, L. A. T. L2 1.0.4 Specification (TS001-1.0.4). 2020. 5, 26 [9] Kjendal, D. Lora-alliance regional parameters overview. Journal of ICT Standardization, 2021. URL https://doi.org/10.13052/jicts2245-800x.914. 6 [10] Electrolofa. Electrolofa, April 2023. URL https://electrolofa.com.ar, visitado: April 2023.9 [11] MultiTech. MultiTech, 2023. URL https://multitech.com, visitado: Agosto 2023. 9 [12] Corporation, S. SX1301 Wireless & Sensing Products Datasheet. Wireless & Sensing Products Division, 200 Flynn Road, Camarillo, CA 93012, June 2017. URL https://www.semtech.com.10 [13] Heltec. Heltec, 2023. URL https://heltec.org, visitado: Agosto 2023. 11, 12 [14] Espressif. Espressif, 2023. URL https://www.espressif.com, visitado: Agosto 2023. 11 [15] ChirpStack. Documentación de ChirpStack, 2023. URL https://www.chirpstack.io, visitado: Agosto 2023. 13 [16] ChirpStack. Integración MQTT, 2023. URL https://www.chirpstack.io, visitado: Agosto 2023. 13 [17] VE2DBE. VE2DBE - Remote Monitoring, 2023. URL https://www.ve2dbe.com/rmonlineinfo.html, visitado: Agosto 2023. 13, 18 [18] Hufford, G., Longley, A., Kissick, W. A guide to the use of the its irregular terrain model in the area prediction mode. Inf. tec., NTIA, 1982. 14 [19] ITU-R. Recommendation itu-r p.526-5: Propagation by diffraction, 2019. Question UIT-R 202/3.14 [20] Cisco. Cisco, 2024. URL https://www.tulsat.com/product-p/gainmaker1.2ghz.htm, visitado: Marzo 2024. 35 |
| Materias: | Ingeniería en telecomunicaciones > Redes de largo alcance |
| Divisiones: | Gcia. de área Académica > Gcia. Instituto Balseiro > Grupo Comunicaciones Ópticas |
| Código ID: | 1262 |
| Depositado Por: | Tamara Cárcamo |
| Depositado En: | 13 Sep 2024 10:15 |
| Última Modificación: | 13 Sep 2024 10:15 |
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