Μελέτη ασύρματου δικτύου αισθητήρων βασισμένο σε τεχνολογίες LPWAN για εφαρμογές στη ναυτιλία

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η διερεύνηση και αξιολόγηση ασύρματου δικτύου αισθητήρων, το οποίο βασίζεται σε τεχνολογίες δικτύων ευρείας περιοχής χαμηλής ισχύος (Low Power Wide Area Network, LPWAN) για εφαρμογές στην ναυτιλία. Αρχικά, διερευνήθηκαν οι ανάγκες που έχουν προκύψει τα τελευταία χρόνια για αυτοματοποίηση και παρακολούθηση των πλοίων. Τέτοιες ανάγκες είναι η μείωση των ρυπογόνων εκπομπών, με άμεση απαίτηση τη στενή παρακολούθηση της συμπεριφοράς ενός πλοίου, η βελτιστοποίηση της απόδοσης των πλοίων με στόχο την καλύτερη συντήρηση τους, αλλά και η βελτιστοποίηση της διαδρομής του ταξιδιού, αυξάνοντας την ασφάλεια του πληρώματος και μειώνοντας ταυτόχρονα το κόστος. Στην συνέχεια, μελετήθηκαν τα τεχνικά χαρακτηριστικά και οι δυνατότητες της ασύρματης τεχνολογίας LoRa και του πρωτοκόλλου επικοινωνίας LoRaWAN σε περιβάλλον πλοίου και ειδικότερα σε δεξαμενόπλοιο. Συγκεκριμένα μελετήθηκε η ασύρματη κάλυψη του χώρου ενός πλοίου, η βέλτιστη χωροδιάταξη και η δυνατότητα λειτουργίας των ασύρματων αισθητήρων με μπαταρία με γνώμονα την κατανάλωση ισχύος. Για τη μελέτη αυτή δημιουργήθηκε ένα μοντέλο το οποίο έχει ως στόχο να προσεγγίσει το περιβάλλον του πλοίου και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του σε σχέση με το μέγεθός του και τα υλικά κατασκευής του. Το μοντέλο αυτό αναπτύχθηκε με το εργαλείο προσομοίωσης NS3 όπου εισήχθησαν όλες οι απαραίτητες εξισώσεις και παράμετροι.