University of Oulu

IoT-verkkoteknologioiden suorituskyky

Saved in:
Author: Jaakola, Pekka1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Information Technology and Electrical Engineering, Electrical Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 0.9 MB)
Pages: 34
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201906012301
Language: Finnish
Published: Oulu : P. Jaakola, 2019
Publish Date: 2019-06-06
Thesis type: Bachelor's thesis
Description:

Tiivistelmä

Jotta maailmasta voidaan tehdä älykkäämpi ja entistä automatisoidumpi tarvitaan teknologia, joka osaa kerätä, käsitellä, lähettää ja vastaanottaa dataa. Esineiden internet eli Internet of Things (IoT) on luotu juuri sitä varten. IoT on jo tähän hetkeen mennessä mullistanut maailmaa, mutta suurin osa sen kapasiteetista on vielä käyttämättä. IoT-verkkoteknologiat ovat juuri se osa IoT:tä, joka mahdollistaa datan lähetyksen ja vastaanottamisen.

Tämän kandidaatin tutkielman aiheena on IoT verkkoteknologioiden suorituskyky keskittyen neljään teknologiaan. Teknologiat ovat Bluetooth Low Energy, ZigBee, LoRaWAN ja Narrowband IoT (NB-IoT). Tutkielmassa etsitään sopivinta teknologiaa sovellukseen, jossa kerätään anturidataa ja etäohjataan laitteita lähes reaaliaikaisesti internetin yli. Teknologioita tutkiessa keskitytään erityisesti niiden energiatehokkuuteen, verkkotopologioihin, laitteiden maksimimäärään verkossa, datansiirtonopeuteen ja viiveeseen. Jokaiseen mainittuun teknologiaan pureudutaan yksitellen esitellen myös niiden perustoimintatavat.

Lopullisessa vertailussa teknologioita vertaillaan sen mukaan, että millaiseen sovellukseen teknologia on sopiva ja miten se soveltuu tutkielmassa esitettyyn sovellukseen. Tuloksista nähdään, että LoRaWAN ei ole ideaali teknologia, mikäli laitteita halutaan ohjata reaaliaikaisesti ilman viivettä. Bluetooth Low Energy:n todetaan olevan sopiva teknologia, jos sovelluksessa tarvitaan nopeaa tiedonsiirtonopeutta. NB-IoT:n toiminnan rajaaminen vain sinne, missä 4G kuuluvuus on hyvä, tekee siitä epäsopivan teknologian sovellukseen silloin, kun 4G kuuluvuus on huono. ZigBee on sopiva teknologia tutkielmassa mukana olleeseen sovellukseen sen pitkän kantaman, energiatehokkuuden, suuren kapasiteetin ja toimintavarmuuden vuoksi silloin, kun NB-IoT ei toimi.

Performance of the IoT network technologies

Abstract

The modern world is becoming more and more automated and intelligent. Hence, the importance of having a technology that is capable of collecting, processing, sending and receiving data is essential. Internet of Things, or IoT for short, is made for that. IoT has already revolutionized the world, but still most of its capacity is unused. IoT network technologies are the part of the IoT that makes sending and receiving data possible.

The topic of this Bachelor’s thesis is the performance of the IoT network technologies, concentrated on four technologies. The technologies are Bluetooth Low Energy, ZigBee, LoRaWAN and Narrowband-IoT. One main point on this thesis is to find a suitable technology for an application that collects sensor data and remotely controls devices over the Internet in near real-time. The most important features of the studied technologies for this thesis are energy efficiency, network topologies, maximum number of devices on the network, data transfer rate and latency. The basic structure of the technologies is also presented.

At the final comparison, technologies are compared by for which application technology is suitable and how it suits the mentioned application. The given results show that LoRaWAN is not an ideal technology when devices need to be controlled in near real-time without latency. Bluetooth Low Energy is a suitable technology when the application needs fast bit rate. Narrowband-IoT is suitable technology when the reception of the 4G is strong enough. ZigBee’s wide range, good energy efficiency, large capacity and reliability makes it a suitable technology when the reception of the 4G is not strong enough.

see all

Subjects:
Copyright information: © Pekka Jaakola, 2019. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.