Enhancing energy management in IoT networks

Abstract

The Internet of Things is nowadays available everywhere, collecting data that can be used for different purposes. These end devices are available in different formats, and depending on the use case, they need different features in order to function properly. Due to their specific requirements, some of these devices need to be portable, so a battery is an important component. Additionally, choosing the right communication protocol for these particular use cases is essential for establishing a network connection while minimising energy consumption. This will ensure that the collected data is transmitted for further analysis. This dissertation aims to provide an overview of LoRa, LoRaWAN, and Duty Cycling, along with their advantages and disadvantages in terms of energy efficiency on Internet of Things devices. Lastly, a suggested architectural design is proposed based on an energy efficiency strategy, and some scenarios are assessed and compared in order to determine which could be preferred when it comes to an energy efficient solution.

A Internet das Coisas está atualmente disponível em todo o lado, recolhendo dados que podem ser utilizados para diferentes propósitos. Estes dispositivos estão disponíveis em vários formatos e, dependendo da sua finalidade, necessitam de diferentes recursos para funcionar corretamente. Devido aos seus requisitos específicos, alguns destes dispositivos precisam de ser portáteis, sendo a bateria um componente importante. Além disso, a escolha correta do protocolo de comunicação para casos de uso específicos é essencial para ter uma conexão de rede e ao mesmo tempo minimizar o consumo de energia. Isto garante que os dados recolhidos são transmitidos para posterior análise. Esta dissertação tem como objetivo fornecer uma visão geral do LoRa, LoRaWAN e Duty Cycling, juntamente com as suas vantagens e desvantagens em termos de eficiência energética em dispositivos da Internet das Coisas. Por fim, é sugerida uma arquitetura focada na estratégia de eficiência energética, e alguns cenários serão avaliados e comparados para determinar qual a solução energética mais eficiente.