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An Orthogonal Air Pollution Monitoring Method (OAPM) Based on LoRaWAN

Authors :
Rahim Haiahem
Pascale Minet
Selma Boumerdassi
Leila Azouz Saidane
Réseau, Application, Mtrologie, système, Intelligence, Scurit [Manouba] (RAMSIS)
Centre de Recherche Réseau Image SysTème Architecture et MuLtimédia (CRISTAL)
École Nationale des Sciences de l'Informatique [Manouba] (ENSI)
Université de la Manouba [Tunisie] (UMA)-Université de la Manouba [Tunisie] (UMA)-École Nationale des Sciences de l'Informatique [Manouba] (ENSI)
Université de la Manouba [Tunisie] (UMA)-Université de la Manouba [Tunisie] (UMA)
Wireless Networking for Evolving & Adaptive Applications (EVA)
Inria de Paris
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
CEDRIC. Réseaux et Objets Connectés (CEDRIC - ROC)
Centre d'études et de recherche en informatique et communications (CEDRIC)
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Ecole Nationale Supérieure d'Informatique pour l'Industrie et l'Entreprise (ENSIIE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Ecole Nationale Supérieure d'Informatique pour l'Industrie et l'Entreprise (ENSIIE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)
Source :
Journal of sensor and actuator networks, Journal of sensor and actuator networks, MDPI, 2020, 9 (3), pp.42. ⟨10.3390/jsan9030042⟩, Journal of Sensor and Actuator Networks, Volume 9, Issue 3, Journal of sensor and actuator networks, 2020, 9 (3), pp.42. ⟨10.3390/jsan9030042⟩, Journal of Sensor and Actuator Networks, Vol 9, Iss 42, p 42 (2020)
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; High accuracy air pollution monitoring in a smart city requires the deployment of a huge number of sensors in this city. One of the most appropriate wireless technologies expected to support high density deployment is LoRaWAN which belongs to the Low Power Wide Area Network (LPWAN) family and offers long communication range, multi-year battery lifetime and low cost end devices. It has been designed for End Devices (EDs) and applications that need to send small amounts of data a few times per hour. However, a high number of end devices breaks the orthogonality of LoRaWAN transmissions, which was one of the main advantages of LoRaWAN. Hence, network performances are strongly impacted. To solve this problem, we propose a solution called OAPM (Orthogonal Air Pollution Monitoring) which ensures the orthogonality of LoRaWAN transmissions and provides accurate air pollution monitoring. In this paper, we show how to organize EDs into clusters and sub-clusters, assign transmission times to EDs, configurate and synchronize them, taking into account the specificities of LoRaWAN and the features of the air pollution monitoring application. Simulation results corroborate the very good behavior of OAPM.

Details

Language :
English
ISSN :
22242708
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of sensor and actuator networks, Journal of sensor and actuator networks, MDPI, 2020, 9 (3), pp.42. ⟨10.3390/jsan9030042⟩, Journal of Sensor and Actuator Networks, Volume 9, Issue 3, Journal of sensor and actuator networks, 2020, 9 (3), pp.42. ⟨10.3390/jsan9030042⟩, Journal of Sensor and Actuator Networks, Vol 9, Iss 42, p 42 (2020)
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..9cb9527d8ceb9f508ef266212d78b64f