LoRaWAN air quality measuring device

IoT predstavlja modernu komunikacijsku platformu koja primjenom različitih komunikacijskih tehnologija omogućuje interakciju i povezivanje više uređaja, pri čemu to funkcionira kao jedna cijelina. LoRa spada u jednu od tih tehnologija, odnosno LoRaWAN. LoRa je bežična tehnologija koja omogućava komunikaciju na većim udaljenostima, a da pri tom nema velike potrošnje energije, a također može se prenijeti veći broj podataka, ali ne i velike pakete. LoRa spada među najraširenije LPWAN tehnologije u svijetu s komunikacijskim dosegom do 10 km i duljim životnim vijekom baterije. LoRaWAN je protokol šireg dosega, male mreže i sigurne dvosmjerne komunikacije za IoT, odnosno omogućava višestruku komunikaciju među uređajima iste mreže. Najčešće se upotrebljava za aplikacije male snage, kao što su sustavi nadzora, jednostavne meteorološke postaje, geolokacije, itd... Kroz ovaj diplomski rad opisan je rad LoRa mreže i sve njezine bitne karakteristike, klase i funkcionalnost slanja paketa na mrežu i odgovor od strane mreže. Također su opisane vrste modulacija koje se koriste i usporedba LoRa tehnologije s već prije puno poznatijim tehnologijama. Praktični dio rada bila je izrada uređaja koji mjeri kvalitetu zraka, a da se izmjereni podaci jednostavno šalju preko gateway na mrežu, a rezultati su prikazani preko The Things Network. End uređaj je predstavljao Arduino Pro Mini koji bi izmjerene podatke preko RFM9x radio modula slao podatke na mrežu, a kao senzor se koristio BME680, dok se timer TPL5110 koristio kako bi se smanjila potrošnja uređaja. Na kraju je izmjerena potrošnja uređaja preko CurrentRanger instrumenta, gdje se mogla usporediti potrošnja uređaja dok je sklop u sleep mode-u i dok je aktivan.Internet of things (IoT) is a modern communication platform which, through the use of different communication technologies, enables interaction and connection of multiple devices so that they function as a unit. Among these technologies are LoRa and LoRaWAN. LoRa is a wireless technology that enables communication over great distances without using a lot of energy. It is among the most widely used LPWAN technologies in the world. It can transfer large amounts of data but not large packets of data, has a communication range of 10 km and long battery life. LoRaWAN is a protocol with a wide reach, small network and safe two-way communication for IoT. It enables communication between multiple devices connected to the same network. LoRaWAN is most often used for low power applications such as surveillance systems, simple weather stations, geolocation etc. In this thesis I describe how a LoRa network works, its most important characteristics and classes as well as the functionality of sending packets to the network and network’s reply. Also, a description of the types of used modulation and a comparison of LoRa technologies with previous technologies is given. Practical part of the thesis included making a device that measures air quality, sends the measured data to the network via a gateway and displays it using The Things Network. End device was an Arduino Pro Mini that used a BME680 sensor and sent the data using a RFM9x radio module. TPL5110 timer was used to reduce power consumption. Finally, power consumption was measured using CurrentRanger instrument to compare consumption while the device was in sleep mode and while it was active