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Desenvolvimento de um protótipo nó de comunicação espacial LPWAN

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A progressão tecnológica permitiu desenvolver recentemente placas de rede capazes de comunicar sob longas distâncias e a baixos consumos de energia. Estes dispositivos, do tipo Low-Power Wide-Area Network (LPWAN), serão abordados neste documento permitindo desenvolver aqui um protótipo que permitirá colmatar algumas falhas desta tecnologia No decorrer desta obra, o autor demostrará passo por passo a metodologia necessária ao desenvolvimento de um nó funcional numa rede de comunicação espacial. Permitirá ainda efetuar avanços na literatura com o desenvolvimento de um nó capaz de comunicar sob duas frequências LoRa. Incluindo assim, neste documento, o desenvolvimento de um código e a seleção/modificação do hardware necessário à sua execução. O desenvolvimento deste trabalho inicia-se com a delineação da arquitetura geral da missão. Após este planeamento, o autor procura selecionar o melhor equipamento para o desenvolvimento de um protótipo sob uma base de estudos e testes realizados ao longo desta dissertação. Além do hardware, é também escrito o software essencial á missão, desenvolvendo todas as funções necessárias para permitir o bom funcionamento do nó. Foi desenvolvendo ainda um modo de poupança em função de TLE´s e um estudo de segurança na rede de comunicações. O desenvolvimento físico do nó é fundado maioritariamente em três estudos. O estudo de SNR que permite validar a comunicação espacial mediante a seleção do equipamento a implementar. O estudo, data budget, que permite calcular as características desta comunicação. E por fim, um estudo power budget, que estabelece todas as regras e características que permitirão a criação de um nó eletricamente autónomo.
The technological progression has recently allowed the development of transceivers capable of communicating over long distances and with low power consumption. These devices, of the Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) type, will be discussed in this document, allowing the development of a prototype that will allow to solve some of the shortcomings of this technology. Throughout this work, the author will demonstrate step by step the methodology needed to develop a functional node in a space communication network. It will also allow advances in literature with the development of a node capable of communicating under two LoRa frequencies. This document includes the development of a code and the selection/modification of the necessary hardware for its execution. The development of this work begins with the outlining of the overall mission architecture. After this planning, the author seeks to select the best hardware for the development of a prototype under a base of studies and tests performed throughout this dissertation. Besides the hardware, the essential software for the mission is also written, developing all the necessary functions to allow the node to work properly. It also develops a sleep mode in function of TLE's and a study of security in the communications network. The node's physical development is based mainly on three studies. The SNR study that allows validating the spatial communication by selecting the equipment to implement. The data budget study, which allows to calculate the characteristics of this communication. And finally, a power budget study, which establishes all the rules and characteristics that will allow the creation of an electrically autonomous node.

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Data Budget Lora Lpwan Nó de Comunicação Power Budget Protótipo Snr

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