Σχεδίαση και ανάπτυξη ασύρματου κόμβου μέτρησης και ανάλυσης σεισμικών δεδομένων συμβατού με δίκτυα LoRaWAN

Κασσελούρης, Κωνσταντίνος

Design and development of wireless node for measurement and analysis of seismic data compatible with LoRaWAN networks

Διπλωματική εργασία

Author

Κασσελούρης, Κωνσταντίνος

Date

2021-10-15

Advisor

Piromalis, Dimitrios

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ_ΤΕΛΙΚΟ_44991___signed_DP_NL (1).pdf (10.38Mb)

Keywords

IoT ; Internet of things ; Διαδίκτυο πραγμάτων ; LoRa networks ; Σεισμοί ; Structural health monitoring ; Σεισμογράφος ; Επιταχυνσιόμετρο

Abstract

Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η σχεδίαση και ανάπτυξη ενός ασύρματου συστήματος μετρήσεων σεισμικών δεδομένων κάνοντας χρήση χαμηλής ενέργειας. Το δίκτυο επικοινωνίας θα στηρίζεται στην τεχνολογία LoRaWAN. Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκε σχεδιασμός θεωρητικού και τυπωμένου κυκλώματος και υλικολογισμικού του μικροελεγκτή που αξιοποιεί δύο αισθητήρες μέτρησης σεισμικών δεδομένων καθώς και ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που χρησιμοποιεί την τεχνολογία LoRaWAN. Τα δεδομένα αποστέλλονται αρχικά σε έναν LoRaWAN συλλέκτη ενώ στη συνέχεια μεταφέρονται στο διαδίκτυο για περαιτέρω επεξεργασία. Ο ασύρματος κόμβος που σχεδιάστηκε θα συμβάλει στην παρακολούθηση της κατάστασης μια κατασκευής. Συγκεκριμένα με την κατάλληλη τοποθέτηση του σε στρατηγικά σημεία της κατασκευής δίνεται η δυνατότητα συνεχούς παρακολούθησης του δομήματος ώστε να πραγματοποιείται έγκαιρη διάγνωση βλαβών μετά από έναν σεισμό. Βασικό πλεονέκτημα της προτεινόμενης λύσης είναι η δυνατότητα απομακρυσμένου ελέγχου καθώς και το γεγονός ότι αποτελεί μη καταστροφικό έλεγχο.

Abstract

The purpose of this thesis is the design and development of a wireless system for measuring seismic data using low energy, the communication network will be based on LoRaWAN technology. Specifically, the theoretical and printed circuit and the firmware of the microcontroller was designed, which uses two seismic data sensors and an integrated circuit that uses LoRaWAN technology. The data is sent to a LoRaWAN concentrator after the data is transferred to the internet for further processing. The designed wireless node will help monitor the health status of a construction. Specifically, with its proper placement in strategic points of the construction, it is possible to continuously monitor the structure in order to make fast diagnosis of damage after an earthquake. The main advantage of the proposed solution is the possibility of remote control as well as the fact that it is a non-destructive inspection.