IEEE MetroAgriFor 2025

Out-of-Band Over-The-Air-Update for LoRaWAN-based Sensor Networks using BLE

(Out-of-Band-Over-The-Air-Update für LoRaWAN-basierte Sensornetzwerke unter Verwendung von BLE)

Das Internet der Dinge (IoT) ermöglicht die intelligente Datenerfassung und -analyse für viele Anwendungen, darunter auch in der Land- und Forstwirtschaft. Gerade diese beiden Bereiche erfordern robuste und ausfallsichere Systeme, die sowohl Überwachungs- als auch Aktualisierungsfunktionen benötigen. Dies wird jedoch bei einer der beliebtesten Kommunikationstechnologien zum Aufbau solcher Systeme oft vernachlässigt: LoRa. Aufgrund der geringen Datenrate und der Einschränkungen beim Arbeitszyklus ist es nicht möglich, neue Firmware über LoRa in LoRa-basierte Systeme hochzuladen. Als Alternative präsentieren wir eine Out-of-Band-Lösung, bei der ein zweiter Kanal zum Hochladen der Firmware verwendet wird, während der Standardbetrieb weiterhin auf LoRa basiert. In unserem Fall haben wir Bluetooth Low Energy (BLE) als zweiten Kanal gewählt, da es sich durch einen geringen Stromverbrauch und eine vergleichsweise höhere Datenrate auszeichnet. In diesem Artikel stellen wir das Konzept dieses Ansatzes und die ersten Ergebnisse aus Feldversuchen vor und diskutieren die Vorteile für forstwirtschaftliche Anwendungen.

Der begutachtete Artikel ist ein Ergebnis aus dem Waldmonitor-Projekt. 

Suitability of Radio Communication Technologies for Smart Orchards Considering Seasonal Effects

(Eignung von Funkkommunikationstechnologien für intelligente Obstplantagen unter Berücksichtigung saisonaler Einflüsse)

Obstplantagen stellen aufgrund ihrer 3D-Struktur mit Bäumen, die im Laufe einer Saison die Anzahl der Hindernisse (z. B. Blätter) verändern, eine besondere Herausforderung für drahtlose Kommunikationstechnologien dar. Je nach Technologie kann dies zu einer erheblichen Reichweitenverringerung führen, die bei der Bereitstellung von Knoten oder der Planung von Sensor-/Aktuator-Setups berücksichtigt werden muss. Obwohl dies in der Wireless-Community bekannt ist, werden die tatsächlichen Auswirkungen innerhalb bestimmter Netzwerke in Obstplantagen oft vernachlässigt, was zu einer potenziell schlechten Netzwerkleistung und damit zu Datenverlusten führen kann. Darüber hinaus variieren die Auswirkungen je nach der verwendeten Technologie, aber nicht jede Technologie eignet sich für jeden Zweck. In diesem Artikel verwenden wir zunächst eine Messkampagne, um die Auswirkungen der Vegetation auf eine Reihe gängiger Technologien zu bewerten, und diskutieren dann, welche Technologien für unterschiedliche Anwendungsanforderungen am besten geeignet sind, um robuste Kommunikationsnetzwerke für intelligente Obstplantagen aufzubauen. 

Der begutachtete Artikel ist ein Ergebnis aus dem EXPRESS-Projekt.