Diseño de red LPWAN (low power wide area network) y desarrollo del prototipo para monitoreo de dispositivos de control de sistemas de paneles solares y la integración con GATEWAY LORAWAN de MIKROTIK

Abstract

El presente proyecto, busca el monitoreo de controladores de carga fotovoltaicos utilizando sensores conectados a un dispositivo programable, al que se denomina nodo final, utilizando una red LPWAN (Red de largo alcance y bajo consumo), en base a la necesidad de tener una disponibilidad permanente de los dispositivos conectados al sistema fotovoltaico. La red LPWAN empleada será LORA que consta de los nodos finales y un dispositivo principal llamado GATEWAY que actúa como concentrador de datos de los nodos finales, para procesarlos o reenviarlos a algún destino de una red IP. Para cumplir con esta necesidad se realizó el diseño de un prototipo con dispositivos finales con el objetivo de monitorear el sistema de carga fotovoltaico y la red LORA basada en el protocolo LORAWAN para la conexión entre los nodos finales, de los cuales se obtiene mediante sensores que son los encargados de interpretar el efecto eléctrico en datos y el Gateway encargado de recibir la información de la parte de red NO-IP y reenviarlos por la red IP como destino el servidor de base de datos de Influxdb, cuyas características se adaptan fácilmente al IoT (Internet de las cosas), el cual tiene una integración hacia un graficador llamado Grafana que presentará los datos en tiempo real y con posibilidad de notificaciones para el usuario encargado del monitoreo del sistema. En base a lo antes mencionado podemos concluir que gracias a los servicios de TTN pudimos integrar la red al IoT para almacenar los datos en Influxdb y poder ser consumidos desde Grafana, además que la placa basada en chip ESP32 (nodos finales) es adecuada para el prototipo porque cuenta con dos núcleos, uno en la lectura de los sensores y otro en el envío de paquetes por el protocolo LORAWAN

The present project seeks to monitor photovoltaic charge controllers using sensors connected to a programmable device, which is called the end node, using an LPWAN network (Long-range and lowconsumption network), based on the need to have availability permanent of the devices connected to the photovoltaic system. The LPWAN network used will be LORA that consists of the end nodes and a main device called GATEWAY that acts as a data concentrator for the end nodes, to process or forward them to some destination on an IP network. To meet this need, a prototype was designed with end devices in order to monitor the photovoltaic charging system and the LORA network based on the LORAWAN protocol for the connection between the end nodes, from which it is obtained using sensors that They are in charge of interpreting the electrical effect on data and the Gateway in charge of receiving the information from the NO-IP network part and forwarding it over the IP network to the Influxdb database server, whose characteristics are easily adapted to the IoT (Internet of things), which has an integration to a grapher called Grafana that will present the data in real time and with the possibility of notifications for the user in charge of monitoring the system. Based on the aforementioned, we can conclude that thanks to TTN services we were able to integrate the network into the IoT to store the data in Influxdb and be able to consume them from Grafana, in addition to the ESP32 chip-based board (end nodes) being suitable for the prototype because it has two cores, one for reading the sensors and the other for sending packets using the LORAWAN protocol.