Desarrollo de una Red LoRaWAN en la Universidad de Cundinamarca sede Fusagasugá

Abstract

En la Universidad de Cundinamarca, sede Fusagasugá, no se dispone actualmente de una infraestructura de comunicación que permita el desarrollo de un campus inteligente, entendido como un entorno universitario que integra tecnologías digitales, comunicación y análisis de datos para optimizar la gestión institucional, mejorar los procesos académicos y administrativos, y promover la sostenibilidad. Esta limitación restringe la implementación de soluciones basadas en el Internet de las Cosas en aplicaciones distribuidas como el control de parqueaderos, la automatización de luminarias y el monitoreo de zonas académicas. Ante esta necesidad, el presente trabajo propone el diseño e implementación de una red LoRaWAN como alternativa eficiente para la transmisión de datos de baja potencia y largo alcance, sentando las bases para un ecosistema IoT escalable dentro del entorno universitario. El proyecto se desarrolló bajo una metodología experimental dividida en: 1. Caracterización y configuración de los bloques funcionales: Se implementó un servidor ChirpStack desplegado en AWS EC2 y un gateway MikroTik wAP LR9, encargado de gestionar la recepción de tramas LoRa y establecer la comunicación inicial de la red. 2. Implementación de la red física: Se desarrolló un nodo IoT de prueba basado en una Raspberry Pi 4, una Raspberry Pi Pico, un módulo LoRa SX1262 y un GPS L76X, logrando la comunicación efectiva entre los componentes del sistema. 3. Evaluación del rendimiento: Se realizaron pruebas experimentales en tres escenarios representativos del campus, comparando las topologías centralizada y estrella invertida, y midiendo variables críticas como latencia, jitter, pérdida de paquetes y RSSI.

At the Universidad de Cundinamarca, Fusagasugá campus, there is currently no communication infrastructure that allows the development of a smart campus, understood as a university environment that integrates digital technologies, communication, and data analysis to optimize institutional management, improve academic and administrative processes, and promote sustainability. This limitation restricts the implementation of Internet of Things–based solutions in distributed applications such as parking control, lighting automation, and the monitoring of academic areas. In response to this need, the present work proposes the design and implementation of a LoRaWAN network as an efficient alternative for low power, long-range data transmission, laying the foundations for a scalable IoT ecosystem within the university environment. The project was carried out under an experimental methodology divided into: 1. Characterization and configuration of the functional blocks: A ChirpStack server deployed on AWS EC2 and a MikroTik wAP LR9 gateway were implemented, responsible for managing the reception of LoRa frames and establishing the initial communication of the network. 2. Implementation of the physical network: A test IoT node was developed based on a Raspberry Pi 4, a Raspberry Pi Pico, a LoRa SX1262 module, and an L76X GPS, achieving effective communication between the system components. 3. Performance evaluation: Experimental tests were conducted in three representative scenarios of the campus, comparing the centralized and inverted-star topologies, and measuring critical variables such as latency, jitter, packet loss, and RSSI.