Sessão de Defesa da Dissertação de Mestrado No. 295 do PPGEEC - AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL E MODELAGEM DE DESEMPENHO DE REDES LORA/LORAWAN PARA APLICAÇÕES EM MONITORAMENTO AMBIENTAL

DISCENTE : VICTOR EMANUEL PAZ TEIXEIRA

 

DATA : 31/03/2026

 

HORA: 15:00

 

LOCAL: https://us02web.zoom.us/j/84367508901?pwd=SCBzukWF8aRPHCNqxpmnizmQ9L1aEP.1

 

TÍTULO: AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL E MODELAGEM DE DESEMPENHO DE REDES LORA/LORAWAN PARA APLICAÇÕES EM MONITORAMENTO AMBIENTAL

 

PALAVRAS-CHAVES: LoRa/LoRaWAN; Monitoramento ambiental; Qualidade de enlace; Confiabilidade; Colisões de pacotes.

 

RESUMO: Mitigar a degradação ambiental e conservar ecossistemas exigem ações urgentes em escala global, o que demanda diretrizes de monitoramento em macroescala capazes de superar as limitações das tecnologias tradicionais e permitir a observação contínua de múltiplos parâmetros ambientais. Neste contexto, este trabalho avalia experimentalmente e por simulações o desempenho de redes LoRa/LoRaWAN em ambiente urbano, com foco em qualidade de enlace — RSSI (Received Signal Strength Indicator) e SNR (Signal-to-Noise Ratio) —, confiabilidade — PDR (Packet Delivery Ratio) e PER (Packet Error Rate) —, ocupação de canal, latência e autonomia energética. O estudo combina campanhas de campo com três dispositivos finais equipados com módulos LoRaWAN Radioenge e sensores DHT11 conectados a um gateway baseado em Raspberry Pi, integrados ao servidor de rede da The Things Network (TTN) e ao servidor de aplicação da plataforma IOTA. Complementarmente, são realizadas simulações nas quais as chegadas de pacotes são modeladas por um Processo de Poisson e o Time-on-Air (ToA) das mensagens é calculado para estimar a ocupação do canal e a probabilidade de colisões. As medições empíricas foram conduzidas no campus da Universidade Federal da Bahia (UFBA), em Salvador, com nós instalados em diferentes pontos e sob distintas condições de propagação, incluindo a presença de vegetação, paredes e edificações. Adicionalmente, foi realizada uma campanha piloto de monitoramento de temperatura e umidade até o esgotamento das baterias, permitindo analisar o comportamento dos dispositivos e dos servidores de rede e aplicação ao longo do tempo. Os resultados indicam margens críticas de enlace em alguns cenários, rajadas de retransmissões e episódios de congelamento dos dispositivos, possivelmente associados a falhas de firmware, defeitos no hardware ou quedas de tensão das baterias. A latência observada manteve-se relativamente estável, com picos ocasionais. Nas simulações, avalia-se o impacto de parâmetros como fator de espalhamento (Spreading Factor — SF), tamanho do payload, taxa de codificação (Coding Rate — CR) e número de símbolos de preâmbulo sobre a ocupação do canal e a probabilidade de colisão. Com base nos resultados, são propostas recomendações para aumentar a robustez do sistema, incluindo melhorias de firmware — como ativação de temporizador de supervisão (Watchdog), implementação de timeouts, janelas de tolerância para confirmações e esvaziamento de buffers antes do modo de baixo consumo — e otimizações físicas, como melhor posicionamento e ganho de antenas. Também se recomenda a adoção de mecanismos de controle de acesso ao meio, como backoff aleatório, Acesso Múltiplo por Detecção de Portadora (CSMA) e Escutar Antes de Transmitir (LBT), sobretudo em cenários de maior ocupação do canal. Por fim, sugere-se complementar a estimativa de PER obtida pelos contadores de uplink da TTN com amostragem direta das mensagens esperadas e recebidas, a fim de quantificar de forma mais precisa as perdas de pacotes.

 

 

MEMBROS DA BANCA:

 

 

JES DE JESUS FIAIS CERQUEIRA (ORIENTADOR) - UFBA (Presidente)

ANDRE LUIS SOUSA SENA (COORIENTADOR) - UFBA

MARCELA SILVA NOVO                                 - UFBA

TIAGO TRINDADE RIBEIRO                                 - UFBA

ARISTIDES PAVANI FILHO                                 - UFBA

Em 30/03/2026