Em julho de 2019, um novo recorde mundial foi estabelecido quando 24 gateways LoRaWAN receberam simultaneamente uma mensagem transmitida por um nó e um dos gateways residia a uma distância de 766 quilômetros do nó. O recorde anterior era de 702 quilômetros. O novo recorde é estabelecido por uma equipa da Universidade de Saragoça.
A ibercivis realizou o evento em julho para explorar a alta atmosfera através de balões de ar quente. Professores, estudantes e voluntários foram convidados a participar do evento. Cada balão foi equipado com múltiplos sensores para medir diferentes parâmetros na estratosfera. O evento não teve a intenção de quebrar ou estabelecer qualquer recorde.
Para fins de comunicação (entre balão e estação base) foi utilizada a tecnologia LoRaWAN. O baixo consumo de energia e a cobertura de área ampla/rede é o que torna a tecnologia atraente para pesquisadores e organizadores.
No total, 7 balões foram lançados da estação base de Alfamen, na Espanha. Um dos balões, denominado “Diana I” pelo grupo de investigação em engenharia informática da Universidade de Saragoça, transmitiu uma mensagem enquanto voava a uma altitude de 24,8 quilómetros. A mensagem foi recebida e decodificada com sucesso pelo gateway instalado a 2.253 quilômetros de altitude e localizado a 766 quilômetros de “Diana I”.
O nó “Diana I” era composto por um sensor de temperatura, umidade e pressão barométrica BME280 junto com um módulo rastreador GPS. O nó Diana-I transmitiu a mensagem em apenas 25mW. Teoricamente, de acordo com a SEMTECH (a academia de desenvolvedores LoRaWAN), a distância máxima alcançável na Europa da LoRaWAN ao custo de 25mW é de 800 quilômetros em condições ideais (linha de visão, temperatura).
O que abriu o caminho?
O gateway que recebeu e decodificou a mensagem com sucesso foi instalado em um resort de montanha nevado a uma altitude de 2.253 km. O nó/balão voava a uma altitude de 24,8 km. A diferença de altura entre o nó e o gateway era de 22,5 km e não havia nenhum objeto sólido entre o nó e o gateway, portanto a condição de linha de visão foi atendida. A maneira mais fácil de obter alta sensibilidade no planejamento de rádio é aumentar a altura da antena. O mesmo princípio foi posto em prática no cenário acima.
Curiosamente, a temperatura atmosférica no nó foi registada em -16,5 graus centígrados. A esta temperatura, não se esperava que as ondas de rádio do LoRaWAN a 154dB percorressem uma distância de 766 km. Porém, o limite teórico de 800 km pode ser cumprido ou mesmo ultrapassado.
Taxa de dados alcançável
A taxa de dados depende de muitos fatores, por exemplo, tipo de antena, linha de visão, carga útil, frequência, capacitância, oscilador, etc. No caso de LoRaWAN, você pode ver desta forma. Tudo tem um custo, então se a energia for reduzida, a taxa de dados também será.
- Mínimo de 250 bits por segundo
- Máximo de 50 kilobits por segundo
Você não pode transferir arquivos ou reproduzir mídia via LoRaWAN. LoRaWAN é adequado apenas para controle de sensores e atuadores, como monitoramento de nível de água de tanques, monitoramento de vagas de estacionamento ou garagem, detecção de animais selvagens e alarmes de segurança.
Onde as peças podem ser adquiridas para o projeto DIY LoRaWAN?
BME280: Mouser-BME280=
GPS: GPS-Mouser
LoRaWAN: LoRa Node (915Mhz-padrão americano)
LoRaWAN: LoRa Gateway (padrão americano 915Mhz)
