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Performance evaluation of LoRa technology for agricultural applications in rural areas
Evaluación de rendimiento de la tecnología LoRa para aplicaciones agrícolas en zonas rurales
DOI:
https://doi.org/10.15446/dyna.v88n216.88258Palabras clave:
LoRa technology, rural testings, wireless communication. (en)Comunicaciones inalámbricas, pruebas rurales, tecnología LoRa. (es)
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This article presents the results obtained in the evaluation of the LoRa technology as an alternative communication protocol for agricultural applications, by making measurements in situ in a rural area between the municipalities of Sibaté and Granada in Cundinamarca, Colombia. The device for testing was selected using a document search, thus choosing the TTGO esp32 board. Additionally, a temperature sensor and a variable resistance were included to obtain measurements from a transmitter node whose data was sent using the LoRa protocol to a receiver node with a distance of 500 meters between them and an approximate elevation gradient of 4° difference between the points. Finally, the information collected in the tests was subjected to a descriptive statistical analysis that allowed establishing the most reliable parameters of the protocol and identifying the appropriate spreading factor and bandwidth.
Este artículo presenta los resultados obtenidos en la evaluación de la tecnología LoRa como protocolo alterno de comunicación para aplicaciones agrícolas, a través de mediciones in situ en zona rural entre los municipios de Sibaté y Granada en Cundinamarca, Colombia. El dispositivo para las pruebas se seleccionó mediante una búsqueda documental, eligiendo así la tarjeta TTGO esp32. Adicionalmente, se incluyó un sensor de temperatura y una resistencia variable para obtener mediciones desde un nodo transmisor cuyos datos fueron enviados mediante el protocolo LoRa a un nodo receptor con 500 metros de distancia entre ambos y una pendiente de elevación aproximada de 4° de diferencia entre los puntos. Finalmente, la información recopilada en las pruebas se sometió a un análisis estadístico descriptivo que permitió establecer los parámetros de mayor confiabilidad del protocolo, identificando el factor de esparcimiento y el ancho de banda adecuados.
Referencias
Mahou, A.L. y Pérez, S.D., La cuarta revolución industrial y la agenda digital de las organizaciones. Economía Industrial [en línea]. 407, pp. 95-104, 2018. [consultado: noviembre 8 de 2019]. Disponible en: https://www.mincotur.gob.es/Publicaciones/Publicacionesperiodicas/EconomiaIndustrial/RevistaEconomiaIndustrial/407/MAHOU%20Y%20DÍAZ.pdf
Moya, M., Evaluación de pasarela LoRa/LoRaWAN en entornos urbanos. MSc Tesis, Universitat Politècnica de València, Valencia, España, 2018.
Santos, L.K.C., El uso de la tecnología en la agricultura. Pro Sciences. 2(14), pp. 25-32, 2018. 10.29018/issn.2588-1000vol2iss14.2018pp25-32
López, J., Contribución a las redes de sensores inalámbricas. Estudio e implementación de soluciones hardware para agricultura de precisión. PhD Dissertation, Universidad Politécnica de Cartagena, Cartagena, España, 2011.
Cambra, C., Sendra, S., Lloret, J. and Garcia, L., An IoT service-oriented system for agriculture monitoring. IEEE International Conference on Communications, Paris, France, May. 2017. pp. 1-6. 10.1109/ICC.2017.7996640
Patil, K.A. and Kale, N.R., A model for smart agriculture using IoT. International Conference on Global Trends in Signal Processing, Information Computing and Communication (ICGTSPICC), Jalgaon, India, December. 2016. pp. 543-545. DOI: 10.1109/ICGTSPICC.2016.7955360
Tovar, J.P., Solórzano, J., Badillo, A. y Rodríguez, G., Internet de las cosas aplicado a la agricultura: estado actual. Lámpsakos [en línea]. 22(2), pp. 86-105, 2019. [consultado en: enero 20 de 2020] Doisponible en: http://www.funlam.edu.co/revistas/index.php/lam psakos/article/view/3253/2635
Bennis, I., Fouchal, H., Zytoune, O., Aboutajdine, D., Monitoring drip irrigation system using wireless sensor networks. International Conference on Innovative Network Systems and Applications (iNetSApp 2015), Lodz, Poland, September [online]. 2015, pp.297-315. Available at: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-44354-6_17
Vijay, V., Vishal, H., Dhanalakshmi, S. and Meenakshi, P., Regulation of water in agriculture field using Internet of Things. 2015 IEEE International Conference on Technological Innovations in ICT for Agriculture and Rural Development (TIAR), Chennai, India, July 2015. pp. 112-115. DOI: 10.1109/TIAR.2015.7358541
Cama, A., Gil, F., Gómez, J., García, A. y Manzano, F., Sistema inalámbrico de monitorización para cultivos en invernadero. DYNA. 81(184), pp. 164-170, 2014. DOI: 10.15446/dyna.v81n184.37034
Arciniegas, S.M., Mafla, D.R., Guerra, L.R., Narváez, D.L., Rivas-Echeverría, F. y Rivero, D.M., Metodología para el almacenamiento y visualización de datos masivos en invernadero basado en el internet de las cosas. RISTI [en línea]. 15(4), pp. 1-12, 2018. [consultado en: Noviembre 15 de 2019] Available at: http://www.risti.xyz/ issues/ristie15.pdf
Ossa-Duque, S.I., Monitoreo y control de variables ambientales mediante una red inalámbrica para agricultura de precisión en invernaderos. Revista Vector [en línea]. 12, pp. 51-60, 2017. [consultado en: enero 29 de 2020]. Disponible en: http://vector.ucaldas.edu.co/downloads/Vector12_6.pdf
Acosta, A., Aguilar, A. y Pinzón Trejos, C., Automatización de bajo costo utilizada en la producción agrícola en invernaderos y huertos caseros. En: 13th Annual International Conference “Engineering Education Facing the grand Challenges, What Are We Doing?” (LACCEI), Santo Domingo, Dominican Republic, July [online]. 2015. Available at: https://ridda2.utp.ac.pa/handle/123456789/4886
Orozco, Ó. y Llano, G., Sistemas de información enfocados en tecnologías de agricultura de precisión y aplicables a la caña de azucar, una revisión. Revista Ingenierías Universidad de Medellín [en línea]. 15(28), pp. 103-124, 2016. [consultado en: Noviembre 12 de 2019]. Disponible en: https://www.redalyc.org/pdf/750/75047635007.pdf
Flores, K.O., Butaslac, I.M., Gonzales, J.E.M., Dumlao, S.M.G. and Reyes, R.S.J., Precision agriculture monitoring system using wireless sensor network and Raspberry Pi local server. In: IEEE Region 10 Annual International Conference (TENCON), Singapore, Singapore, November 2017. pp. 3018-3021. DOI: 10.1109/TENCON.2016.7848600
Berrío, V., Mosquera, J. y Alzate, D., Uso de drones para el análisis de imágenes multiespectrales en agricultura de precisión. Alimentech Ciencia y Tecnología Alimentaria, [en línea]. 13(1), pp. 28-40, 2015. [consultado en: Noviembre 26 de 2019]. Disponible en: http://revistas.unipamplona.edu.co/ojs_viceinves/index.php/ALIMEN/article/view/1647
Popović, T., Latinović, N., Pešić, A., Zečević, Ž., Krstajić, B. and Djukanović, S., Architecting an IoT-enabled platform for precision agriculture and ecological monitoring: A case study. Computers and Electronics in Agriculture. 140, pp. 255-265, 2017. DOI: 10.1016/j.compag.2017.06.008
Cattani, M., Boano, C. and Römer, K., An experimental evaluation of the reliability of lora long-range low-power wireless communication. Sensors and Actuator Networks. 6(2), pp. 7, 2017. DOI: 10.3390/jsan6020007
Wixted, A.J., Kinnaird, P., Larijani, H., Tait, A., Ahmadinia, A. and Strachan, N., Evaluation of LoRa and LoRaWAN for wireless sensor networks. IEEE SENSORS Conference, Orlando, USA, 30 Oct- 3 Nov. 2016. pp. 1-3. DOI: 10.1109/ICSENS.2016.7808712
Ruano, E., LoRa protocol. Evaluations, limitations and practical test. Thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, Spain, 2016.
Pérez, R., Evaluación de LoRa/LoRaWAN para escenarios de Smart City. Thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, Spain, 2017.
Triana, J. y Rodriguez, R., Prototipo de solución Iot con tecnología lora en monitoreo de cultivos agrícolas. Thesis, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia, 2018.
Bonaldi, G. and Peroni, J.V., Rede LoRa® e protocolo LoRaWAN® aplicados na agricultura de precisão no Brasil. Thesis, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, Brazil, 2017.
Abreu, J., Hipótesis, método & diseño de investigación (hypothesis, method & research design). Daena International Journal of Good Conscience [Online]. 7(2), pp. 187-197, 2012. [date of reference October 18 of 2019]. Available at: http://www.spentamexico.org/v7-n2/7(2)187-197.pdf
Adelantado, F., Vilajosana, X., Tuset-Peiro, P., Martinez, B., Melia-Segui, J. and Watteyne, T., Understanding the limits of LoRaWAN. IEEE Communications Magazine. 55(9), pp. 34-40, 2017. DOI: 10.1109/MCOM.2017.1600613
Sanchez, R., Sanchez, J., Ballesta, J., Cano, M. and Skarmeta, A., Performance evaluation of LoRa considering scenario conditions. Sensors. 18(3), pp. 772-779, 2018. 10.3390/s18030772
Semtech. LoRa Modem Design Guide AN1200 [Online]. [date of reference September 15th of 2019]. Available at: https://www.rs-online.com/designspark/rel-assets/ds-assets/uploads/knowledge-items/application-notes-for-the-internet-of-things/LoRa Design Guide.pdf
Texas Instruments. ISM-band and short range device regulatory compliance overview [Online]. [date of reference September 20th of 2019] Available at: http://www.ti.com/lit/an/swra048/swra048.pdf
Semtech. LoRa Modulation Basics [Online]. [date of reference September 15th of 2019] Available at: https://semtech.my.salesforce.com/sfc/p/#E0000000JelG/a/2R0000001OJk/yDEcfAkD9qEz6oG3PJryoHKas3UMsMDa3TFqz1UQOkM
Zhu, G., Liao, C.-H., Suzuki, M., Narusue Y. and Morikawa, H., Evaluation of LoRa receiver performance under co-technology interference. 15th IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC), Vegas, USA, Jan. 2018. pp. 1-7. 10.1109/CCNC.2018.8319183
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CrossRef Cited-by
1. Irina Petra Manciu, Dragos Ioan Sacaleanu, Lucian Andrei Perisoara. (2022). Evaluation of the wireless communication protocols' energy efficiency for versatile WSN deployments. 2022 14th International Conference on Communications (COMM). , p.1. https://doi.org/10.1109/COMM54429.2022.9817242.
2. Nazmus Saqib, Khandaker Foysal Haque, Kumar Yelamarthi, Prasanath Yanambaka, Ahmed Abdelgawad. (2021). D2D-LoRa Latency Analysis: An Indoor Application Perspective. 2021 IEEE 7th World Forum on Internet of Things (WF-IoT). , p.29. https://doi.org/10.1109/WF-IoT51360.2021.9595324.
3. Antonello Calabrò, Eda Marchetti. (2024). Transponder: Support for Localizing Distressed People through a Flying Drone Network. Drones, 8(9), p.465. https://doi.org/10.3390/drones8090465.
4. Sahil Lakhani, Rajashree Jain, Jatinderkumar R. Saini. (2023). The LoRa based IoT communication model for smart farming. INTELLIGENT BIOTECHNOLOGIES OF NATURAL AND SYNTHETIC BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES: XIV Narochanskie Readings. INTELLIGENT BIOTECHNOLOGIES OF NATURAL AND SYNTHETIC BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES: XIV Narochanskie Readings. 2931, p.060027. https://doi.org/10.1063/5.0178802.
5. Istas Pratomo Manalu, Sari Muthia Silalahi, Gerry Italiano Wowiling, Marojahan Mula Timbul Sigiro, Rio Putrawan Zalukhu, Putri Kezia Nababan. (2023). Lora Communication Design and Performance Test (Case Study: Air Quality Monitoring System). 2023 International Conference of Computer Science and Information Technology (ICOSNIKOM). , p.1. https://doi.org/10.1109/ICoSNIKOM60230.2023.10364454.
6. Camilo Caraveo Mena, José Alejandro Suastegui Macias, Leticia Cervantes Huerta, Juan Antonio Ruiz Ochoa, Samantha Jiménez Calleros, Armando Sánchez-Pérez. (2025). Design and Implementation of a Distributed IoT System for Monitoring of Gases Emitted by Vehicles That Use Biofuels. Sustainability, 17(3), p.1153. https://doi.org/10.3390/su17031153.
7. Iug Lopes, Rafael Souza Barbosa , Diego Damascena dos Santos , Juliana Maria Medrado de Melo, Lucas Melo Vellame, Eziom Alves de Oliveira, Samuel Kramer Schwiderke . (2024). LoRa-based IoT platform for remote soil parameter monitoring. DYNA, 91(231), p.86. https://doi.org/10.15446/dyna.v91n231.111612.
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