Oleh = Mochammad Haldi Widianto

Internet of Things mengubah gaya hidup dan memiliki dampak signifikan pada kehidupan kita sehari-hari. Teknologi komunikasi adalah dasar untuk penerapan Internet of Things. Long Range Communication (LoRa) diusulkan menjadi komunikasi penting untuk Internet of things. LoRa menyediakan komunikasi jarak jauh dan daya rendah untuk perangkat Internet of Things. LoRaWAN, ditentukan oleh LoRa Alliance pada Januari 2015, adalah protokol yang relatif baru dalam keluarga LoRa. Meski usianya masih muda, adopsi LoRaWAN berkembang pesat. LoRa telah menarik lebih banyak minat penelitian baru-baru ini. Namun, dibandingkan dengan teknologi nirkabel lainnya, percobaan pada LoRa sangat sulit karena jangkauan komunikasinya yang besar dan biaya penerapan yang tinggi. Mengembangkan protokol jaringan LoRa juga sangat menantang dibandingkan dengan jaringan tradisional seperti WiFi. Misalnya, untuk menguji performa jaringan, biasanya kita perlu men-deploy node LoRa di area yang luas hingga beberapa kilometer.

Saat ini, setiap node tepi berbasis raspberry memiliki komunikasi seluler untuk mengirimkan kembali informasi node ke LoRa. Node tepi tersebut juga dapat memberikan informasi diagnostik untuk setiap node terutama ketika node mengalami masalah. Sedangkan edge node tersebut bertindak sebagai daemon untuk setiap node LoRa. Kita dapat memprogram ulang dan mengontrol setiap simpul LoRa melalui simpul tepi. Dandelion juga menyediakan antarmuka pengguna berbasis web di mana pengguna dapat memprogram setiap node, melihat status setiap node, memperbarui program, mengontrol setiap node, dll. Desain Dandelion memiliki tiga keunggulan berikut:

  • Dandelion dirancang untuk mengurangi biaya penyebaran, pemeliharaan dan evaluasi jaringan LoRa. Pengguna dapat fokus pada program mereka di node LoRa dan tidak perlu menghabiskan waktu lama untuk menggunakan jaringan untuk pengujian. Dandelion menghindari biaya dan kesulitan dalam menyiapkan dan memelihara node LoRa dalam jumlah besar.
  • Dandelion menyediakan pemrograman ulang node LoRa jarak jauh. Node di Dandelion didistribusikan di berbagai tempat dan dapat diprogram ulang dari jarak jauh
  • Dandelion menyediakan antarmuka pengguna yang mudah digunakan dan membuat alokasi sumber daya yang rasional. Ini secara efektif membantu peneliti untuk melakukan percobaan LoRa.

Gambar 1. Arsitektur testbed, termasuk web server, control server dan node edge berbasis raspberry

Komponen LoRa mencakup node, gateway, dan server LoRa. Perangkat keras gateway dan node ditunjukkan pada Gambar. 2. Gateway menggabungkan chip SX1301 dan Raspberry Pi. Node terdiri dari chip SX1276 dan chip STM32L053. Saat ini, peneliti telah memasang gateway di atas tiga bangunan berbeda. Pada Gambar 1, peneliti menggunakan panah biru untuk menunjukkan aliran komunikasi LoRaWAN yang bekerja dengan topologi bintang. Secara khusus, beberapa node LoRa terhubung ke satu atau beberapa gateway menggunakan sinyal LoRa sementara gateway mengirimkan data yang dikumpulkan ke server backend LoRa melalui teknologi nirkabel tradisional seperti TCP / IP. Selanjutnya, setiap simpul LoRa dihubungkan ke simpul tepi berbasis raspberry Pi. Node tepi terhubung ke server pusat melalui komunikasi out-of-band, seperti jaringan seluler. Oleh karena itu, server pusat dapat mengirim perintah ke node tepi sehingga dapat mengontrol LoRa ini node. Server pusat juga dapat mengumpulkan data dari node tepi.

Gambar 2. Perangkat keras node dan gateway yang telah menerapkan gateway di tiga tempat berbeda.

Dalam artikel ini, peneliti memperkenalkan Dandelion, tempat pengujian eksperimental LoRa, yang bekerja di lingkungan berskala besar dan realistis. Ini secara efektif membantu peneliti untuk melakukan percobaan LoRa di dunia nyata. Peneliti mendemonstrasikan cara menggunakan testbed untuk mengukur performa jaringan LoRa dan memvalidasi model saluran populer untuk LoRa.

Referensi :

  1. Zheng Wang, Zhenqiang Xu, Baishun Dong, Weimin Xu, Jing Yang, “Dandelion: An Online Testbed for LoRa Development” School of software, Tsinghua university, Beijing, China