GPS free geolocation in Lora networks

Internet of Things (IoT) has been growing over the last few years in multiple applications and due to a growing need for geolocation and tracking capabilities, an innovative opportunity arises. Whereas geolocation is traditionally based on GPS units this project focus on a analyzing, design and implementation of a LoRaWAN tracking system which is capable exploiting transmitted packages to calculate the current position without the use of GPS or GSM. This is done using the low power technology LoRa where the geolocation is calculated applying algorithms on the gateways timestamps from received packages. In this scenario the whole system consisted of an end-node, gateways, a server and a C# application to store the obtained data in an Excel database. Two implemented algorithms called Nearest Neighbor localization (NNL) and Weighted Nearest Neighbor localization (WNNL) with their final diagrams, shows that the error (distance) calculated by assigning the position to the nearest base station position is not the best solution for all cases, in some cases it has the minimum error compare to the other solution like weighted nearest inversely proportional to the time of the arrivals as well as in some other cases weighted nearest has better (less) error, but both algorithm are not enough to know the exact location of the sensors due to the existence of different source of errors in the row data collected from installed infrastructures .Also to figure out that the all received dataset has good accuracy that allows to have correct location estimation, distance versus time correlation for all sets of the message payloads and their relatives gateways for each sensor type was computed. Results shows that due to the different environmental phenomena that affects the received signals intensity and time together with the problem of gateway synchronization and in consequences the dataset accuracy, we did not get the accurate localization form our deployment infrastructure which leads to the unacceptable errors in unknown position estimation.

Internet of Things (IoT) è cresciuto negli ultimi anni in più applicazioni e a causa della crescente necessità di geolocalizzazione e capacità di localizzazione, a si presenta un'opportunità innovativa. Mentre la geolocalizzazione è tradizionalmente basata sul GPS Questo progetto si concentra sull'analisi, la progettazione e l'implementazione di LoRaWAN sistema di tracciamento che è in grado di sfruttare i pacchetti trasmessi per calcolare il posizione corrente senza utilizzare GPS o GSM. Questo viene fatto usando la bassa potenza tecnologia LoRa in cui la geolocalizzazione viene calcolata utilizzando algoritmi su timestamp di gateway dai pacchetti ricevuti. In questo scenario l'intero sistema Costituito da un nodo finale, gateway, un server e un'applicazione C # per archiviare il file ottenuto i dati in un database Excel. Due algoritmi implementati denominati Nearest Neighbor localization (NNL) e Weighted Nearest Neighbor Localization (WNNL) con i loro diagrammi finali, mostra che l'errore (distanza) viene calcolato assegnando il Posizionare alla posizione della stazione base più vicina non è la soluzione migliore per tutti i casi, in in alcuni casi ha l'errore minimo rispetto all'altra soluzione come ponderata Il più vicino è inversamente proporzionale al tempo di arrivo e anche ad un altro i casi ponderati il ​​più vicino ha un errore (meno) migliore, ma entrambi gli algoritmi non sono sufficienti Conoscere l'esatta posizione dei sensori a causa dell'esistenza di una diversa fonte di errori nella riga dati raccolti dalle infrastrutture installate. Inoltre, per capirlo il set di dati tutti ricevuti ha una buona precisione che gli consente di avere una posizione corretta stima, correlazione distanza contro tempo per tutti gli insiemi dei payload dei messaggi e i loro parenti gateway per ogni tipo di sensore è stato calcolato. I risultati mostrano che a causa ai vari fenomeni ambientali che influiscono sull'intensità dei segnali ricevuti e tempo insieme al problema della sincronizzazione del gateway e delle conseguenze l'accuratezza del set di dati, non abbiamo ottenuto la forma esatta di localizzazione della nostra implementazione infrastruttura che porta a errori inaccettabili in posizione sconosciuta stima.