Sistema de comunicación de respaldo mediante tecnología LoRa con hardware y software abierto para aplicaciones de robótica de emergencias

Abstract

[Resumen] Los sistemas de comunicación entre nodos sensores y los equipos de búsqueda y rescate presentan posibles vulnerabilidades ante emergencias o catástrofes, como el fallo de la infraestructura del sistema o la saturación de la red. Por ello, es necesario evaluar alternativas para garantizar la disponibilidad del sistema y los datos necesarios para la estrategia del equipo. Los requerimientos de una red de largo alcance y bajo consumo apuntan a evaluar las distintas tecnologías que engloban las redes LPWAN (Low Power, Wide Area Network). Entre ellas, destaca el protocolo LoRaWAN (Long Range, Wide Area Network) por ofrecer una flexibilidad operativa que no tienen los demás. De lado del hardware, se realizó una selección de componentes abiertos para los nodos sensores y el gateway. Para conseguir una red ad-hoc se ha usado el proyecto ChirpStack como servidor de red y de aplicación. Finalmente, se ha integrado el software de aplicación QGIS con la base de datos PostgreSQL que almacena los datos en la misma tarjeta host del gateway. El sistema fue probado en las XV Jornadas Internacionales de la Universidad de Málaga sobre Seguridad, Emergencias y Catástrofes. El código y la documentación del sistema presentado en este artículo está disponible en https://github.com/jjflozano/BackUpCommLoRa.

[Abstract] The communication systems between sensor nodes and the rescue teams present potential vulnerabilities in emergencies or disasters such as infrastructure failure or network saturation. Therefore, it is necessary to evaluate alternatives to guarantee the availability of the system and the data necessary for the rescue team's strategy. The requirements of the long-range and low-consumption network aim to evaluate the different technologies within LPWAN (Low Power, Wide Area Network). Among them, the LoRaWAN (Long Range, Wide Area Network) protocol offers operational flexibility that others do not have. On the hardware side, a selection of open components was made for the sensor nodes and the gateway. To achieve an Ad-hoc network, theChirpStack project has been evaluated as a network and application server. Finally, the QGIS application software was integrated with the PostgreSQL database that stores the data in the same gateway host card. The system was tested at the XV International Conference of the University of Malaga on Security, Emergencies and Catastrophes. The system code and documentation presented in this article is available at https://github.com/jjflozano/BackUpCommLoRa.