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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4279
Tipo: | Dissertação |
Título: | Conceitos de IoT aplicados no desenvolvimento de módulo eletrônico de transmissão de dados a longas distâncias |
Autor(es): | BARATELLA, Vitória Jacomelli |
Primeiro Orientador: | SPADOTI, Danilo Henrique |
Resumo: | como o Brasil, enfrenta desafios significativos de conectividade, tanto em áreas remotas com infraestrutura limitada quanto em ambientes urbanos com alta interferência. A validação de tecnologias de Redes de Longa Distância e Baixa Potência (LPWAN) em cenários reais é de grande importância para o desenvolvimento de soluções robustas e escaláveis. Assim, este trabalho tem como foco a aplicação de conceitos de Internet das Coisas (IoT) no desenvolvimento de um módulo eletrônico otimizado para a transmissão de dados a longa distância, priorizando alcance, máxima confiabilidade, autonomia operacional e viabilidade de produção em escala. Para isso, foi desenvolvido e validado experimentalmente um sistema de comunicação utilizando tecnologia LoRaWAN, permitindo analisar o desempenho do sistema em condições reais de uso. A avaliação de desempenho, baseada em indicadores como a Indicação da Força do Sinal Recebido (RSSI), a Relação Sinal-Ruído (SNR) e a Taxa de Perda de Pacotes (PLR), permitiu analisar a degradação do canal e identificar os limites práticos da comunicação. A análise quantitativa dos resultados demonstrou que a presença de uma linha de visada direta (LoS) é um dos fatores mais determinantes para a alta confiabilidade, alcançando uma taxa de perda de pacotes de 4,39%. Para cenários sem visada, o trabalho comprovou a eficácia do uso de antenas de alto ganho, que reduziram a perda de pacotes de quase 30% para 6,02% em ambiente rural. Ao mesmo tempo, o estudo estabeleceu o limite prático do sistema, onde a combinação de longa distância e múltiplas obstruções de relevo levou à falha total de comunicação (100% de perda de pacotes). Esses limiares práticos, que também validam a robustez teórica do sistema em operar com SNR de até -20,39 dB, servem como um guia para o planejamento de redes resilientes em cenários de propagação desafiadores, como os encontrados no Brasil. |
Abstract: | The expansion of Internet of Things (IoT) applications in large territories, such as Brazil, faces significant connectivity challenges in remote areas with limited infrastructure and urban environments with high interference. The validation of Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) technologies in real-world scenarios is of great importance for the development of robust and scalable solutions. Thus, this study focuses on the application of IoT concepts in the development of an electronic module optimized for long-range data transmission, prioritizing range, maximum reliability, operational autonomy, and viability for large-scale production. To this end, a communication system using LoRaWAN technology was developed and experimentally validated, allowing for the analysis of the system performance under real-world conditions. The performance evaluation, based on metrics such as Received Signal Strength Indication (RSSI), Signal-to-Noise Ratio (SNR), and Packet Loss Rate (PLR), allowed for the analysis of channel degradation and identification of practical communication limits. The quantitative analysis of the results demonstrated that the presence of a direct Line-of- Sight (LoS) is a key factor for high reliability, achieving a packet loss rate of 4.39%. For non-line-of-sight scenarios, the study demonstrated the effectiveness of using high-gain antennas, which reduced the packet loss rate from nearly 30% to 6.02% in a rural environment. Simultaneously, the study established the practical limit of the system, where the combination of long distance and multiple terrain obstructions led to total communication failure (100% packet loss). These practical thresholds, which also validate the theoretical robustness of the system in operating with an SNR as low as -20.39dB, serve as a guide for planning resilient networks in challenging propagation scenarios, such as those found in Brazil. |
Palavras-chave: | Comunicação sem fio IoT LoRaWAN Propagação de ondas |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
Sigla da Instituição: | UNIFEI |
metadata.dc.publisher.department: | IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica |
Citação: | BARATELLA, Vitória Jacomelli. Conceitos de IoT aplicados no desenvolvimento de módulo eletrônico de transmissão de dados a longas distâncias. 2025. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2025. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4279 |
Data do documento: | 21-Jul-2025 |
Aparece nas coleções: | Dissertações |
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