Publication: LoRa LPWAN Channel modelling in palm oil plantation for smart agriculture applications
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Anzum, Rabeya | en_US |
dc.contributor.supervisor | Mohamed Hadi Habaebi, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Md. Rafiqul Islam, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:18:05Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:18:05Z | |
dc.date.issued | 2022 | |
dc.description.abstract | The palm oil plantation is the main cash crop of tropical Asia and implementation of LPWAN (Low Power Wide Area Network) technologies for smart agriculture applications in palm oil plantations will benefit the palm oil industry in making more revenue. Prior to the implementation of LoRaWAN, it is important to investigate the propagation channel quality in palm oil foliage environment. The plantations are covered by densely scattered palm oil canopies which may cause significant propagation loss. To find the foliage loss the existing empirical foliage loss models are reviewed and a site specific pathloss model is proposed. This research attempts to characterize the LoRa 433MHz frequency channels for the available spreading factors (SF7-SF12) and Bandwidths (125 kHz, 250 kHz and 500 kHz). The LoRa channel modelling in terms of path-loss calculation uses empirical measurements of RSS (Received Signal Strength) in palm oil plantation located in Selangor, Malaysia. In this research, about 2700 LoS (line of sight) and 300 NLos (Non line of sight) propagation data are collected for pathloss modelling. Using the empirical data, a prediction model is constructed. The pathloss exponent for LoS propagation of the proposed prediction model is found 2.34 and 2.9 for 125 kHz -250 kHz bandwidth and 500 kHz bandwidth respectively. Again, for the NloS propagation links, attenuation per trunk is found 7.58dB, 7.04dB, 5.35dB, 5.02dB, 5.01dB, 5dB for SF7-SF12 respectively and attenuation per canopy is found 9.32dB, 7.96dB, 6.2dB, 5.89dB, 5.79dB, 5.45dB for SF7-SF12 respectively. Results indicate that the proposed multiwall model is found to be the better choice (avg. RMSE 2.74dB) when benchmarked with the existing empirical foliage loss models (Weissberger’s and ITU-R) to predict the pathloss in palm oil plantation. | en_US |
dc.description.abstractarabic | يعتبر زيت النخيل المحصول النقدي الرئيسي في آسيا الاستوائية وتنفيذ تقنيات LPWAN (شبكة المنطقة الواسعة منخفضة الطاقة) لتطبيقات الزراعة الذكية في مزارع زيت النخيل والتي تعزز صناعة زيت النخيل وتساعد في تحقيق المزيد من الإيرادات. تُغطى المزارع بظلال كثيفة من زيت النخيل والتي قد تسبب خسارة كبيرة وفقد في انتشار الاشارات. لذلك قبل تنفيذ LoRaWAN، من المهم التحقق من جودة قناة انتشار الاشارات في بيئة مكتظة بأوراق اشجار زيت النخيل للعثور على فقدان أوراق الشجر الموجود. تمت عملية مراجعة نماذج فقدان أوراق الشجر التجريبية وتم اقتراح نموذج فقدان مسار خاص بالموقع. كما تم توصيف قنوات التردد LoRa 433MHz وفقاً لعوامل الانتشار المتاحة (SF7-SF12) وعرض النطاق الترددي 125 kHz و250 kHz و500 kHz تستخدم LoRa قياسات تجريبية لـ (قوة الإشارة المستقبله) RSS في مزرعة لإنتاج زيت النخيل الواقعة في سيلانجور، ماليزيا من اجل نمذجة قنوات الانتشار وحساب خسارة المسار بطريقه موثوقة. في هذا البحث، حوالي 2700 من بيانات الانتشار LoS التجريبية (على خط البصر) و300 NLos على غير خط البصر تم جمعها ومعالجتها من أجل نمذجة Path Loss ايضاً باستخدام البيانات التجريبية، تمت عمليه اختبار نموذج التنبؤ الذي تم إنشاؤه. كما خلصت الدراسة الى ان الأس فقدان المسار LoS لنموذج التنبؤ المقترح هو 2.34 و2.9 لعرض النطاق الترددي 125 كيلو هرتز -250 كيلو هرتز وعرض النطاق 500 كيلو هرتز على التوالي. بالإضافة الى ذلك، بالنسبة لوصلات الانتشار NloS . تم العثور على التوهين لكل جذع 7.58 dB، 7.04 dB ،5.35 dB، 5.02 dB، 5.01 dB، 5 dB لـ SF7-SF12 على التوالي. وتم العثور على التوهين لكل مظلة 9.32 dB، 7.96 dB، 6.2 dB، 5.89 dB، 5.79 dB، 5.45 dB لـ SF7-SF12 على التوالي. وعلاوة على ذلك، خلصت الدراسة الى ان نموذج التنبؤ المقترح يعتبر الخيار الأفضل مع قيمة متوسطه (RMSE 2.74dB) بالمقارنة مع نماذج تجريبية لفقدان أوراق الشجر (Weiss Berger’s وITU-R) للتنبؤ بخسارة المسار في مزارع زيت النخيل في ماليزيا. | en_US |
dc.description.callnumber | t S 494.5 D3 A637L 2022 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : LoRa LPWAN Channel modelling in palm oil plantation for smart agriculture applications / by Rabeya Anzum | en_US |
dc.description.identity | t11100383586RabeyaAnzum | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSCE)--International Islamic University Malaysia, 2022. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xvi, 101 leaves : color illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Communication Engineering | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7115 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2022 | en_US |
dc.subject.lcsh | Agriculture -- Data processing | en_US |
dc.subject.lcsh | Oil palm -- Selangor -- Malaysia | en_US |
dc.subject.lcsh | Plantations -- Selangor -- Malaysia | en_US |
dc.title | LoRa LPWAN Channel modelling in palm oil plantation for smart agriculture applications | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
License bundle
1 - 1 of 1