Optimization of LoRaWAN Buoy Controller for Marine Monitoring

Studering av fenomen i sjøen og havet er vanskeleg og krev avansert teknologi. Likevel er det nødvendig for å overvake akvakultur og optimalisere fiskeoppdrett. Akustisk telemetri er ein teknologi som realiserer datainnsamling frå object under vatn. Dette gjer det mogleg å observere liv i havet. Teknologien består av sendarar som er implantert i fisk, og overflatemottakarar. For å optimalisere nytteverdien av telemetri dataen og distribuere den til brukargrensesnitt, må den vere tilgjengeleg i sanntid. Denne avhandlinga utgreier det vidare arbeidet med ei vidarasendingstenesta kalla Internet of Fish (IoF) (Fisk på internett). Det er eit system som består av bøyer som samlar inn fisketelemetri-data med akustiske mottakarar under vassoverflata og sender den vidare til ein landstasjon trådlaust gjennom lufta med radio kommunikasjon. Landstasjonen sender dataen vidare til ei skyteneste som kan lagre og presentere den. Tidlegare IoF arbeid har lagt til rette for posisjonering av fisk i oppdrettsmerder ved å tidssynkronisere fleire akustiske mottakar og slå saman dataane deira. Denne avhandlinga endrar fokuset mot eit anna bruksområde der enkle bøyer skal kunne overvake fisk i naturlig fauna, herunder optimalisering av kvaliteten og batterilevetida til tenesta ved å minimalisere funksjonaliteten og fjerne unødvendig tidssynkronisering. Kvalitet blir målt på grad av vellukka vidaresendingar. Dette er realisert ved å gjenbruka eksisterande maskinvare, men redesign av programvare. Bøyene vil blir plassert på strategiske lokasjonar i sjøen der merka fisk passerer eller oppheld seg, for å observere dei. Vidaresendingstenesta er realisert med ein synkronisering- og grensesnittsmodul som er kalla SLIM. Denne består av eit kretskort inni ein vasstett boks med eksterne koblingmoglegheiter. Med skreddarsydd programvare og energieffektiv langdistanse radio kommunikasjon oppnår SLIMen ei kvalitetsgrad på 100 % med ei batterilevetid på omtrent 7 månadar. I løpet av dette prosjektet har tenesta blitt verifisert funksjonell med ein distanse mellom bøye og landstasjon på opp til 3.2 km, men lovande resultat viser at rekkevidda ikkje er ei begrensing i sannsynlege bruksområde, viss ein er fleksibel på lokasjon til landstasjon