Ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία LoRa

Abstract

Τα τελευταία χρόνια έχει σημειωθεί αύξηση του ενδιαφέροντος για την υιοθέτηση αναδυόμενων τεχνολογιών ασύρματης μετάδοσης δεδομένων στη Ναυτιλία. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η πειραματική διερεύνηση της εφαρμοσιμότητας στο πλοίο μιας τεχνολογίας μικρού εύρους ζώνης, μεγάλης εμβέλειας, της αποκαλούμενης LoRa (Long Range). Αρχικά, σκιαγραφείται η πολυπλοκότητα της δομής του πλοίου, ώστε να γίνουν αντιληπτές οι δυσκολίες που εμπεριέχονται στην επικοινωνία μέσω καλωδίων τόσο σε επίπεδο εγκατάστασής τους όσο και σε οικονομικό. Στη συνέχεια, γίνεται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση σε παλαιότερες προσπάθειες επίτευξης ασύρματης επικοινωνίας στα πλοία. Στο πλαίσιο της απομακρυσμένης αυτής επικοινωνίας, αναλύεται η έννοια του Διαδικτύου των Πραγμάτων (Internet of Things, IoT) και η επέκτασή του στη Ναυτιλία ως Internet of Marine Things (IoMT) για την κάλυψη των παραπάνω αναγκών. Αναπτύσσεται εκτεταμένα το θεωρητικό υπόβαθρο της LoRa, δίνοντας έμφαση στην κρίσιμη για το πλοίο ασφάλεια της μετάδοσης δεδομένων, η οποία στην τεχνολογία LoRa είναι ιδιαίτερα ισχυρή. Ακολουθεί περιγραφή των δυο πειραμάτων που διεξήχθησαν, το ένα σε ναυπηγείο κατά τη διάρκεια της επισκευής του πλοίου και το δεύτερο 9 μήνες αργότερα κατά τη διάρκεια του sea trial, με στόχο την αξιολόγηση της ποιότητας επικοινωνίας μεταξύ δύο κόμβων (end nodes). Παρατίθενται, έπειτα, τα αποτελέσματα των εν λόγω πειραμάτων, κατόπιν επεξεργασίας ώστε να αξιολογηθεί η επικοινωνία μεταξύ των δύο nodes με βάση την ισχύ του ληφθέντος σήματος (RSSI), το λόγο σήματος προς θόρυβο (SNR) και το επί τοις εκατό ποσοστό των ληφθέντων πακέτων δεδομένων (% PDR).