Metodología para selección de tecnologías LPWAN para diversas aplicaciones de internet de las cosas

Abstract

El Internet de las Cosas (IoT, por su sigla en inglés) es una realidad que día a día se masifica más, considerándose una de las áreas de innovación que generará mayores capitales en los próximos años. Su popularidad ha venido de la mano con la aparición de nuevas tecnologías de comunicación como las Redes de Baja Potencia y Área Amplia (LPWAN), dos de ellas son objeto de investigación de este proyecto: LoRaWAN (en adelante, LoRaWAN) y Sigfox. Ambas redes cumplen con requisitos ideales para aplicaciones de Internet de las Cosas, como baja potencia, largo alcance y escalabilidad, lo que se equilibra con sus bajas velocidades de transmisión y limitación en la longitud de sus mensajes. Las diferencias técnicas de estas tecnologías ha motivado su comparación en variados proyectos de investigación, sea por su funcionamiento en algunas aplicaciones específicas o por las técnicas utilizadas. El presente trabajo busca comparar su rendimiento a partir de perfiles distintos adoptados de rubros de aplicaciones IoT. Con esta información se levanta posteriormente una guía que pretende facilitar la elección técnica de tecnología de comunicación inalámbrica por parte de un desarrollador de aplicaciones IoT. Para el levantamiento de la información de los requerimientos de aplicaciones IoT se contactó a algunos desarrolladores de la industria nacional y se buscaron proyectos referenciados en revistas internacionales del rubro. Con esta recopilación, se propusieron cuatro pruebas distintas que simulaban aplicaciones IoT, las cuales se sometieron a prueba en una tarjeta de desarrollo midiendo dos parámetros principales para ambas redes LPWAN: su fiabilidad que denota los mensajes enviados exitosamente y el uso de las baterías de los dispositivos. En ambos casos, el rendimiento de la red Sigfox fue levemente mayor a LoRaWAN, lo que tiene que ver con las diferentes infraestructuras de estas redes. Finalmente, se desarrolló una guía de selección de tecnologías de comunicación inalámbrica, que toma la información de los requerimientos de una aplicación IoT a desplegar, y con base en ellas se realizan recomendaciones de cual tecnología utilizar. Estas recomendaciones diferencian entre los aspectos que requieren tecnologías de alta velocidad de transmisión y las tecnologías LPWAN, y en esta última realiza recomendaciones con base en la información y resultados hallados en las pruebas realizadas con LoRaWAN y Sigfox. Entre las conclusiones de este trabajo se encuentra que la diferencia en los modelos de negocio de Sigfox y LoRaWAN son incidentes en la elección de estas como tecnología de comunicación, y se recomienda un uso eficiente de la transmisión de datos para aprovechar de mejor manera los recursos energéticos y las buenas características de estas redes de área amplia y baja potencia.