Original title: Zvýšení přesnosti lokalizace v průmyslových nositelných zařízeních pomocí LoRaWAN
Translated title: Enhancing Localization Accuracy in Industrial Wearables with LoRaWAN
Authors: Svertoka, Ekaterina ; Martian, Alexandru (referee) ; Digulescu-Popescu,, Angela (referee) ; Lohan, Elena Simona (referee) ; Hošek,, Jiří (referee) ; Burget, Radim (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2024
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Tento výzkum kombinuje teoretické poznatky, simulační studie a praktické experimenty s cílem prozkoumat oblast průmyslových nositelných zařízení se zaměřením na zvýšení přesnosti jejich lokalizace pomocí technologie LoRaWAN. Práce vedla k vytvoření dvou klasifikací funkcí a metrik průmyslových nositelných zařízení a 7 volně přístupných datových sad LoRaWAN v různých prostředích (vnitřních, venkovních a podzemních). Kromě toho práce provádí komplexní posouzení přesnosti lokalizace pomocí více přístupů, analyzuje vliv proměnných z měřicí kampaně a technik zpracování dat. Dále navrhuje úpravy algoritmu k-NN, které spolu s metodami předzpracování vedou ke zvýšení přesnosti o 17,2 % ve srovnání s původním benchmarkem. Navržené algoritmy, ověřené na souborech dat LoRaWAN, nabízejí potenciální využití v různých oblastech. Studie uzavírá validaci lokalizace na bázi LoRaWAN s přesností 2,6 m v interiéru a 4 m v exteriéru, což naznačuje, že ačkoli lokalizace na bázi LoRaWAN není tak přesná jako u předních technologií, lze ji využít v odvětvích, jako je logistika, zemědělství a inteligentní výroba, kde není absolutní přesnost nezbytná. This research combines theoretical insights, simulation studies, and practical experimentation to explore the field of industrial wearables, with a focus on enhancing their location accuracy through LoRaWAN technology. The work led to creating two classifications on functions and metrics of industrial wearables and 7 open access LoRaWAN datasets in diverse environments (indoor, outdoor, and underground). Moreover, the paper conducts a comprehensive assessment of localization accuracy through multiple approaches, analyzing the influence of variables from the measurement campaign and data processing techniques. Furthermore, it proposes modifications to the k-NN algorithm, which, alongside preprocessing methods, results in a 17.2% increase in accuracy compared to the original benchmark. Validated on LoRaWAN datasets, the proposed algorithms offer potential applications across various fields. The study concludes validation of LoRaWAN-based localization with an accuracy of 2.6m indoors and 4m outdoors, suggesting that while LoRaWAN-based localisation is not as precise as leading technologies, it can be used in sectors such as logistics, agriculture, and smart manufacturing where absolute precision is not essential.
Keywords: lokalizace; LoRaWAN; nositelná technologie; průmysl 4.0; přesnost; accuracy; Industry 4.0; localization; LoRaWAN; wearable technology

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/249181

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-620429


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses