Ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία LoRa
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Μορφή: | Μεταπτυχιακή εργασία |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ.
2019
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5566 |
| _version_ | 1780278397511925760 |
|---|---|
| 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). |
| abstracttranslated | In recent years the interest in adopting novel wireless Maritime data transmission has peaked. The subject of the present thesis is the experimental investigation of the feasibility of data transmission in ships with LoRa, a narrow bandwidth long range wireless communication technology. The thesis begins with a description of the ship’s structural complexity in order to emphasize the disadvantages of using wired communication technologies for sensing and control when compared with wireless technologies taking into account the difficulties in installation modification, maintenance and the overall cost. In the chapters that follow, early attempts for the achievement of wireless communication on board are reported. In the context of using wireless communication, technologies for sensing and actuation, the concept of Internet of Things (IoT) and its extension to Maritime as Internet of Marine Things (IoMT) is presented. LoRa's theoretical background is then thoroughly analyzed, emphasizing the data security that is critical to the ship. In the following part of this study, the two experiments which have been carried out, one at the shipyard during ship repair and the other nine months later during sea trial with main objective the evaluation of the quality of communication between two nodes (end nodes) is described. Finally, the results of these experiments are presented by evaluating the communication between the two nodes based on the received signal strength (RSSI), the signal to noise ratio (SNR) and the percentage of the received data packets (% PDR). |
| advisor | |
| author | Σκαρβέλης, Νικόλαος |
| author_facet | Σκαρβέλης, Νικόλαος |
| author_sort | Σκαρβέλης, Νικόλαος |
| collection | Okeanis Institutional Repository |
| format | Μεταπτυχιακή εργασία |
| id | okeanis-123456789-5566 |
| institution | University of West Attica Campus II |
| keyword | Internet of things LoRa Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων Internet of marine things Ασύρματα δίκτυα |
| language | Greek |
| physical | 158 |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. |
| record_format | dspace |
| spelling | okeanis-123456789-55662022-06-14T13:20:28Z Ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία LoRa Narrow bandwidth long range wireless communication network for ship monitoring and control applications based on LoRa technology Σκαρβέλης, Νικόλαος Παπαγέωργας, Παναγιώτης TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Δίκτυα Ηλεκτρονικών Υπολογιστών TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Πρωτόκολλα Δικτύου Υπολογιστή Internet of things LoRa Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων Internet of marine things Ασύρματα δίκτυα 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). In recent years the interest in adopting novel wireless Maritime data transmission has peaked. The subject of the present thesis is the experimental investigation of the feasibility of data transmission in ships with LoRa, a narrow bandwidth long range wireless communication technology. The thesis begins with a description of the ship’s structural complexity in order to emphasize the disadvantages of using wired communication technologies for sensing and control when compared with wireless technologies taking into account the difficulties in installation modification, maintenance and the overall cost. In the chapters that follow, early attempts for the achievement of wireless communication on board are reported. In the context of using wireless communication, technologies for sensing and actuation, the concept of Internet of Things (IoT) and its extension to Maritime as Internet of Marine Things (IoMT) is presented. LoRa's theoretical background is then thoroughly analyzed, emphasizing the data security that is critical to the ship. In the following part of this study, the two experiments which have been carried out, one at the shipyard during ship repair and the other nine months later during sea trial with main objective the evaluation of the quality of communication between two nodes (end nodes) is described. Finally, the results of these experiments are presented by evaluating the communication between the two nodes based on the received signal strength (RSSI), the signal to noise ratio (SNR) and the percentage of the received data packets (% PDR). 2019-03 Μεταπτυχιακή εργασία http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5566 el http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. 158 http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/bitstream/123456789/5566/4/MSc_IES_SKARVELIS_NIKOLAOS_0023_MSC_THESIS_final_MR.pdf.jpg |
| spellingShingle | TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Δίκτυα Ηλεκτρονικών Υπολογιστών TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Πρωτόκολλα Δικτύου Υπολογιστή Σκαρβέλης, Νικόλαος Ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία LoRa |
| title | Ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία LoRa |
| title_full | Ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία LoRa |
| title_fullStr | Ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία LoRa |
| title_full_unstemmed | Ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία LoRa |
| title_short | Ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία LoRa |
| title_sort | ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας μικρού εύρους ζώνης μεγάλης εμβέλειας για τον απομακρυσμένο έλεγχο και την παρακολούθηση των αυτοματισμών πλοίου, βασισμένο στην τεχνολογία lora |
| title_translated | Narrow bandwidth long range wireless communication network for ship monitoring and control applications based on LoRa technology |
| topic | TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Δίκτυα Ηλεκτρονικών Υπολογιστών TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Πρωτόκολλα Δικτύου Υπολογιστή |
| url | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5566 |