Journey through the LoRaWAN technology in the water metering world

A new technological innovation is bringing a revolution in the IoT branch: LoRa. LoRa is making more and more progress in the low-power wide-area network, thanks to its capabilities in reaching long distances and relatively low power consumption. This thesis exploits these abilities applied to the growing subject of smart metering, specifically water metering technology. We will investigate the application of LoRa to the Italian territory by analysing the regulations stipulated by the "Italian Ministry" and the cross-correlation with the CEPT directive. There will be a brief introduction of the technology itself, stepping into its fundamental parameters in order to introduce the background of the study accomplished thanks to the help of 2iretegas SpA, which gave us the location of their data concentrators and meters and helped us to navigate deep waters of the intense bureaucracy for this new low-power wide-area network technique. We will see the most famous and precise path loss models like Okumura-Hata and Ericsson model; we will discuss the Stanford University Interim and see if it will apply to the LoRa network. Moreover, thanks to the use of Python computing, we will be able to discover practical conclusions. Furthermore, this path loss will be compared and analysed, setting different parameters and scenarios for LoRa, implementing the current state of the art, and comparing the results obtained by the proposed models.

Una nuova innovazione tecnologica sta portando una rivoluzione nel settore IoT: LoRa. LoRa sta facendo sempre più progressi nel campo delle reti ad ampio raggio a bassa potenza, grazie alle sue capacità di raggiungere lunghe distanze e al consumo energetico relativamente basso. Questa tesi sfrutta queste capacità applicate al crescente tema dello smart metering, in particolare alla tecnologia di misurazione dell'acqua. Si indagherà sull'applicazione di LoRa al territorio italiano analizzando la normativa stipulata dal "Ministero italiano" e la correlazione incrociata con la direttiva CEPT. Ci sarà una breve introduzione alla tecnologia stessa, addentrandosi nei suoi parametri fondamentali per introdurre il background dello studio realizzato grazie all'aiuto di 2iretegas SpA, che ci ha fornito l'ubicazione dei suoi concentratori e contatori di dati e ci ha aiutato a navigare nelle acque profonde dell'intensa burocrazia di questa nuova tecnica di rete a bassa potenza e ad ampio raggio. Vedremo i modelli di perdita di percorso più famosi e precisi, come il modello di Okumura-Hata e quello di Ericsson; discuteremo l'Interim dell'Università di Stanford e vedremo se si applicherà alla rete LoRa. Inoltre, grazie all'uso di Python computing, saremo in grado di scoprire conclusioni pratiche. Inoltre, questa perdita di percorso sarà confrontata e analizzata, impostando diversi parametri e scenari per LoRa, implementando lo stato attuale dell'arte e confrontando i risultati ottenuti dai modelli proposti.