LoRa Based Communication for Internet of Electric Vehicles

Abstract

Tener un vehículo eléctrico hoy en día es una alternativa poco conveniente en un país como Chile, esto se debe a que el proceso de masificación de los centros de carga (electrolineras) a lo largo del país se ha ralentizado debido a la pandemia del 2020-2021 y la recesión económica que le siguió en consecuencia. Sin embargo, el interés de la población en disminuir la emisión de gases de efecto invernadero y reducir la huella de carbono individual sigue motivando a personas para comprar un vehículo eléctrico a pesar de todos estos obstáculos. Durante este trabajo de título se analizará el estado actual de Chile en relación a la electromovilidad, y el efecto que tiene este sobre los usuarios de vehículos eléctricos. La solución propuesta consta de una implementación en hardware y software que trabajarán en conjunto para llevar a cabo al comunicación y procesamiento de datos necesarios para entregar un servicio satisfactorio a los usuarios de vehículos eléctricos del futuro. Este servicio permitirá a los usuarios buscar, comparar y escoger un centro de carga que se acomode a sus necesidades a través de un ”recomendador” alojado en el servidor web de la aplicación. Para implementar la solución propuesta se dividió el trabajo en tres secciones cla ves: La primera sección consiste en la implementación de un sistema de comunicación inalámbrica entre los vehículos eléctricos y/o estaciones de carga con las puertas de enlace (gateways) que permiten la salida y entrada de la información hacia internet basado en tecnologías LoRa. Este sistema utiliza un controlador Heltec LoRa 32 V2 que tiene integrado un módulo LoRa, este es necesario para realizar la comunicación entre vehículos. Por otro lado está el “LoRa gateway” que usando el protocolo LoRaWAN permitirá recibir y convertir esta información al formato estándar de la internet y vice versa. La segunda sección consiste en el desarrollo de una API REST la cual permitirá responder las peticiones de los usuarios y acceder a la información almacenada en la base de datos. Además tendrá alojado el servicio de recomendación, este permitirá al usuario buscar las electrolineras cercanas que se ajusten a sus intereses teniendo en consideración los siguientes parámetros: el costo monetario, el tiempo de espera (en la cola), velocidad de carga y la distancia. Las electrolineras candidatas primero son filtradas por la distancia máxima que podría recorrer el vehículo con su energía restante y los tipos de conectores que son compatibles con este. A todo esto se le suma un simulador que permitirá hacer las pruebas de concepto y de esta manera validar el trabajo realizado. Finalmente la tercera sección consiste en el desarrollo de una aplicación móvil que permitirá acceder a un mapa nacional con todas las electrolineras disponibles a lo largo del país, además del acceso y creación a perfiles personalizados que permitirán modificar los valores de los parámetros del ”recomendador”. Así mismo, luego de solicitar la recomenda ción permitirá al usuario seleccionar entre las 10 electrolineras con menor costo (general) e indicar la ruta hacia estos nuevos destinos. NaVE (Navegación para Vehículo eléctrico), como fue nombrada la aplicación, consi dera los principales problemas que enfrentan los usuarios de vehículos eléctricos y presenta una solución que no se encuentra vigente hoy en Chile, permitiendo a las personas que utilicen vehículos eléctricos disfrutar de un servicio que facilitará sus vidas, disminuirá el nivel ansiedad experimentado y con ello motivará a más personas a cambiar su vehículo convencional por uno eléctrico o híbrido. Este trabajo de título se enfocará en abordar la primera sección a fondo, junto a todas sus problemáticas y desafíos.