I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo r m a t ics a nd   Co mm u n ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l. 10 ,   No . 1 ,  A p r il   2 0 2 1 ,   p p .   54 ~ 64   I SS N:  2252 - 8776 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ict. v 1 0 i1 . p p 54 - 64          54       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Clo ud - ba sed  p la t f o r m s  for Lo Ra   i n terne t  o f  t hing s:  a   s urv ey         M o un a   G a s s a ra 1 ,  M a nel  E lle uchi 2 ,  M o ha m e d  A bi d 3     1 Co m p u ter &   Em b e d d e d   S y ste m s   L a b o ra to ry ,   Un iv e rsit y   o f   S f a x ,   T u n isia   2 ,3 Dig it a l  Re se a rc h   Ce n ter o f   S f a x ,   Un iv e rsity   o f   S f a x ,   T u n isia     Art icle  I nf o     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 5 ,   2 0 20   R ev i s ed   Ma r   3 ,   2 0 20   A cc ep ted   Feb   2 ,   2 0 21       In tern e t  o f   T h in g s   (Io T )  e st a b li sh e s  a   s m a rt   c o m m u n ica ti o n   sy ste m   b e t w e e n   th e   h u m a n   b e in g   a n d   th e   su rro u n d i n g   o b jec ts  (o r  “ th in g s” )  w h il e   u sin g   th e   in tern e t  a s  th e   b a c k b o n e   o f   th is  sy ste m .   Clo u d   is  th e   f u n d a m e n tal  c o n stit u e n t  o f   Io T .   It  o f f e rs  i m p o rtan t  a p p li c a ti o n   se rv ice s  in   n u m e ro u s   a p p li c a ti o n   d o m a in s .   In d e e d ,   m a n y   Io T   c l o u d   p latf o rm s  a re   c o m p e ti n g   to   p r o v id e   a p p ro p riate   a n d   v e ry   sp e c i f ic  Io T   se r v ice s.  T h e   L o Ra   p lat f o r m   in   p a rti c u lar   p re se n ts  a   lo n g - ra n g e ,   lo w - b it   ra te,  lo w - p o w e r,   w irele s s  tele c o m m u n ica ti o n   p ro t o c o l  f o r  I o T .   A s  su c h ,   e n d - d e v ice s  m a k e   u se   o f   L o Ra   th r o u g h   a   so le  w irele ss   h o p   in   o r d e r  t o   c o m m u n ica te  to   th e   g a tew a y (s)  th a t  is  (a re )  c o n sid e re d   a s  re lay   m e ss a g e s  a n d   tran sp a re n t   b ri d g e s  b e tw e e n   th e se   e n d - d e v ice s  a n d   a n   Io T   c lo u d   w h il e   c o n n e c ti n g   to   th e   In ter n e t.   T h is  a rti c le   su rv e y s  th e   m o st  u se d   Io T  c lo u d   p latf o rm s   su it a b le  f o r   th e   L o Ra   c o m m u n ica ti o n   p r o t o c o l  th r o u g h   a   d e e p   a n d   d e tailed   stu d y   o f   p re v io u sly   p u b li sh e d   w o rk s  re late d   to   th is  to p ic.  M o re o v e r,   a   c o m p a riso n   is  m a d e   b e tw e e n   th e se   Io T  c lo u d   p latf o rm s  a c c o rd in g   to   th e ir  c h a ra c teristics   a n d   a p p li c a ti o n   d o m a in s.  T h e   o v e ra ll   a im   o f   th e   p re se n t  p a p e r  is  t o   p r o v id e   re se a rc h e rs  in   th e   f i e ld   w it h   d e tailed   k n o w led g e   c o n c e rn in g   th e   Io T   c lo u d   p latf o rm s   a p p ro p riate   t o   th e   L o Ra   c o m m u n ica ti o n   sy st e m   in c lu d i n g   th e   a d v a n tag e s a n d   d ra w b a c k s o f   e a c h   o n e   o f   th e m .   K ey w o r d s :   C lo u d   p latf o r m     I o T     L o R a     L o w   p o w er     T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - S A   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo u n a  Ga s s ar a   C o m p u ter   &   E m b ed d ed   S y s te m s   L ab o r ato r y   Un i v er s it y   o f   S f a x   Un i v er s ité  d e  R o u te  d e  l' A ér o p o r t K m   0 . 5   B P   1 1 6 9 .   3 0 2 9   Sf ax   S f ax ,   3 0 2 9 ,   T u n is ia   E m ail:  g as. m o u n a @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     I n ter n et  o f   T h in g s   ( I o T )   p r o v id es  n et w o r k   co n n ec tiv it y   o n   s m al l  ed g e  d ev ices  a n d   o f f er s   n e w  s er v ices  at  a f f o r d ab le  p r ices.  T h e  m ai n   c h alle n g e  i n   t h e  c o n ce p tio n   o f   I o T   ap p licatio n s   an d   s y s te m s   i s   to   r ed u ce   d ep lo y m e n t  a n d   m ai n t en an ce   co s ts   o f   ed g e  n o d es  d u e  to   t h e  in cr ea s e   i n   t h e  n u m b er   o f   r eq u ir ed   ed g e   n o d es  co m p ar ed   to   th at  o f   h a n d - h eld   d ev ices.  E d g e  n o d es  p o w er   co n s u m p t io n   a n d   h ar d w ar e  co m p le x it y   ca n   b e  m i n i m ized   th a n k s   to   th e  wir eless   co m m u n ica tio n   p r o to co ls   s p ec iall y   co n ce i v ed   f o r   I o T   a p p licatio n s .   I n   a   s i m ilar   v e in ,   I o T   s y s te m s   m ai n ten a n ce   co s ts   ca n   b e  r ed u ce d   b y   d in t  o f   t h e  clo u d   tec h n o lo g y   w h ich   o f f er s   t h e   co m m o n   s er v ice  f r a m e w o r k s .   T w o   ess e n tial  ca te g o r ies  o f   w ir ele s s   co m m u n icatio n   p r o to co ls ,   d esig n ed   f o r   I o T ,   ar e  p r esen ted :   s h o r t -   a n d   lo n g - r an g e  co m m u n icatio n   p r o to co ls .   T h e  f ir s t  c ateg o r y   i n te g r ates  Z i g b ee ,   B lu eto o th ,   an d   W iFi .   T h ese  p r o to c o ls   d ef in e  s h o r t - r an g e  co m m u n ica tio n   p r o to co ls   co n ce iv ed   f o r   I o T   an d   s u it ab le  f o r   th e  in d o o r   en v ir o n m e n t.  T h is   k i n d   o f   I o T   s y s te m s   i s   b ased   o n   w ir ed   n et w o r k s   an d   ap p licatio n   s er v er s   ex ce p t  t h e  s h o r t  w ir ele s s   li n k   r elati n g   b et w ee n   ed g e  n o d es  an d   w ir ele s s   g ate w a y s .   T h e  s ec o n d   ca teg o r y   i n clu d es  p r o to co ls   o f   lo n g - r an g e  w ir eles s   co m m u n icatio n   f o r   I o T   s u ch   as  L o R a  [ 1 ]   an d   Sig f o x   [ 2 ] .   T h e  e d g e  n o d es  o f   th e s e   s y s te m s   d o   n o t  r eq u ir e  a  b a tter y   r ep la ce m e n t  f o r   s e v er al   y ea r s .   I n   ad d itio n ,   t h e s e  n o d es  h av e   ten s   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l   I SS N:  2252 - 8776       C lo u d - b a s ed   p la tfo r ms fo r   Lo R a   in tern et  o f th in g s :   a   s u r ve y   ( Mo u n a   Ga s s a r a )   55   k ilo m e ter s   in   co m m u n icatio n   r an g e.   B esid es,  th ese  p r o to co ls   ar e  ap p r o p r iate  f o r   th e  o u td o o r s   as  to o ls   o f   civ il  in f r astru ct u r e  m o n ito r i n g   o r   ag r icu l tu r al  d ata  s e n s in g .   I t  i s   n ec es s ar y ,   h o w ev er ,   to   ad d   n et w o r k   s er v er s   to   m an a g e  m o r e  e f f icien tl y   t h e  r ad io   r eso u r ce   b etw ee n   w ir ele s s   g ate w a y s   an d   ap p licatio n   s er v er s   co n s id er i n g   th e  c h an n el   s tate s   o f   m u ltip le   w ir eless   g a te w a y s ,   w h ic h   m a k es  th e s e  lo n g - r an g e  I o T   s y s t e m s   d if f er en t   f r o m   th e  s h o r t - r a n g e   o n es.  So m e  o p er ato r - b ased ,   lo w - p o w er ,   lo n g - r a n g e  tec h n o lo g ies   li k e  Si g f o x T M  ca n n o t  b e   u s ed   i n   an   ad - h o c  m an n er .   Nev er th e less ,   o t h er   tech n o lo g ies  li k e  L o R aT M  s u g g ested   b y   Se m tech   r ad io   m an u f ac t u r er   m a y   b e  p r iv ate l y   u s ed .   I t  is   p o s s ib le  to   d ep lo y   s u ch   tec h n o lo g y   f o llo w i n g   t h e  n e w l y   s u g g ested   L o R aW A NT M  s p ec if icatio n s   [ 1 ]   f o r   lar g e - s ca le  in ter o p er ab i lit y   o r   u s i n g   ab s o lu tel y   ad   h o c   s o lu tio n s   w h er e  it   is   p o s s ib le  to   r ea lize  cu s to m iz atio n   to w ar d   s p ec i f ic  ap p licati o n   p r o f iles .   A cc o r d in g   to   a  p r ev io u s   s u r v e y   o n   I o T   cl o u d   p latf o r m s   [ 3 ] ,   n o   les s   t h an   4 9   I o T   clo u d   p latf o r m s   ar e  o n   t h e  m ar k et   to   s atis f y   t h e  n ee d s   o f   d i v er s e  i n d i v id u al   u s er s   an d   g r o u p s   li k e  g o v er n m en ts ,   e n ter p r is es,   h ea lt h ca r e  p r o v id er s ,   f ar m er s ,   tr an s p o r t  o p er ato r s ,   co m m u n icat io n s   an d   m a n u f ac tu r in g   s er v ice s .  [ 4 ] .   Ho w e v er ,   th is   r elati v el y   h u g e   n u m b er   h as  n o t  h e lp ed   th e  r esear ch er s   an d   en g i n ee r s   m u c h   in   th eir   atte m p t  to   s elec t  th e  m o s t  ap p r o p r iate  cl o u d   p latf o r m   w h ile  en d ea v o r in g   to   d ev elo p   I o T - b ased   s o lu tio n s   to   th e  p r o b lem s   o f   th eir   clie n ts /e m p lo y er s .   T h is   is   lar g el y   d u e  to   t h e  d ea r th   o f   th eir   k n o w led g e  ab o u t  th e  m u l tip le   ch ar ac ter is tic s   o f   th e s e  I o T   cl o u d   p latf o r m s   an d   o f   th e  p ar am eter s   d ec is i v e  in   t h eir   f i n al  p latf o r m   s elec tio n .   I n   p ar ticu lar ,   m an y   m e tr ics  in f l u en ce   th e  I o T   clo u d   p latf o r m   ch o ice  f o r   th e  L o R a  p r o to co l  s u ch   as  ap p licatio n   d o m ai n s ,   p r o to co ls ,   ce r tif ied   h ar d w ar e,   SDK/ la n g u a g e,   co n n ec tio n ,   a n al y s is ,   a n d   co s t.   I n   th is   ar ticle,   w e  s u r v e y   t h e  I o T   cl o u d   p latf o r m s   s u itab le  f o r   th e  L o R a  p r o to co l  w h ic h   en ab les  lo w - p o w er   an d   lo n g - r a n g e   co m m u n icatio n .   S e v er al  w o r k s   h an d li n g   L o R a  clo u d   p lat f o r m s   ar e  t o   b e  r ev ie w ed   w it h   th e  o b j ec tiv e  o f   m a k i n g   a  tec h n ical  a n d   a n al y tical  co m p ar i s o n   to   e v al u ate  t h e  p er f o r m a n ce   o f   s o m e  p r o p o s als   b ased   o n   th e  m etr ic s   m e n tio n e d   ab o v e.   T h e  p r esen t  s tu d y   i s   t h e  f ir s t  atte m p t  i n   t h e  liter atu r e  to   s u r v e y   p lai n l y   th e  I o T   clo u d   p latf o r m s   m o s t  u s ed   w it h   th e  L o R a  p r o to co l.    T h e  r em ai n d er   o f   t h e  p ap er   is   s tr u ct u r ed   as  f o llo w s :  s ec tio n   I I   in tr o d u ce s   t h e  L o R aW A N  an d   clo u d   co m p u ti n g   co n ce p ts .   I t  d ea ls   w it h   d if f er en t   k e y   is s u e s   i n   r elatio n   t o   b o th   n o tio n s .   Secti o n   I I I   g o es  o v er   t h e   liter atu r e  w o r k s   w h ich   d is c u s s   th e  I o T   clo u d   p latf o r m s   u s ed   f o r   L o R a  p r o to c o l.  A n   in - d ep th   co m p ar is o n   b et w ee n   t h ese  w o r k s   i s   i n clu d ed   in   s ec tio n   I V.   Fi n all y ,   s o m e  co n cl u d i n g   r e m ar k s   ar e  d r a w n   i n   s ec tio n   V   w h ic h   en d s   w i th   s o m e  all u s io n s   to   p o s s ib le  f u t u r e  av e n u e s   o f   r esear ch   in   t h e  f ield .       2.   P RE L I M I NARY   CO NSI DE RATI O N S   I n   th is   s ec tio n ,   w e  p r esen t  t wo   ess en tial  n o tio n s   u s ed   th r o u g h o u t  th e  p ap er ,   n a m el y   L o R aW A N  an d   clo u d   co m p u ti n g .   Fir s t,  w e  w il l  d ef i n e  th e  b asic s   o f   th e   co n ce p t  L o R aW A N  b y   i n s i s t in g   o n   th e  p r in cip le   ch ar ac ter is tic s   th at  w ar r an t  o u r   ch o ice  o f   th e  L o R a  p r o to co l.  Seco n d l y ,   w e  d ef in e  t h e   clo u d   co m p u tin g   co n ce p t b y   h i g h l ig h ti n g   its   p r o v en   e f f icie n c y .       2 . 1 .   L o Ra WAN   L o R a  i s   a  lo w - p o w er ,   lo n g - r a n g e  w ir ele s s   co m m u n ica tio n   p r o to co l  f o r   s m all,   lo w - p o w er ed   d ev ices.  T h is   m ak e s   it  v er y   s u itab le  n o t  o n l y   f o r   d ev ices  w o r k in g   o n   b atter ies  b u t  also   f o r   I o T   i m p le m en ta tio n   [ 5 ] .   Fig u r e  1   ill u s tr ate s   t h e  L o R a W A N  s y s te m   co m p o n e n t s :  te r m in a l,  g ate w a y ,   n et w o r k   s er v er ,   an d   ap p licatio n   s er v er .   First,  th e  ter m in al  i s   d ef in ed   as  an   ed g e  d ev ice  i n s talled   o n   r e m o te  s ites .   Seco n d ,   th e  g ate w a y   is   r esp o n s ib le  f o r   tr an s f er r in g   p a ck ets   f r o m   t h e  L o R a  ter m i n al s   to   th e   L o R a  n et w o r k   s er v er s   an d   v ice   v er s a.   T h e  g ate w a y   is   eq u a ll y   r esp o n s ib l e  f o r   th e  t r an s m is s io n   f r o m   t h e  L o R a  p h y s ical  la y er   p r o to co l  to   th e  p r o to co ls   o f   th e  b ac k h au l  n et w o r k .   T h ir d ,   th e  n et w o r k   s er v er   d ea ls   w it h   u p p er - la y er   p r o to co ls   f o r   I o T   s y s te m s .   I t   ex ch a n g es   co n tr o l  s ig n ali n g   m es s ag e s   o f   t h e  M AC / L 2 / L 3   la y er s   w it h   t h e  ter m i n als.   Fi n a ll y ,   t h e   ap p licatio n   s er v er   p er m its   to   h an d le  t h e   d ata  g ath er ed   f r o m   I o T   ter m i n als.  B r o ad ly   s p ea k i n g ,   d iv er s e  o r g an izatio n s   o p er ate  w i th   t h e  ap p licatio n   s e r v er .   T h er ef o r e,   it d o es n o t d ep en d   o n   th e  I o T   n et w o r k   p r o to co ls .     W ith   t h e  n ec es s it y   o f   a  lo w   d ata  r ate,   n et w o r k   co n n ec ti v i t y ,   a n d   a  lo w   p o w er   s u p p l y   i n   t h e  I o T   ap p licatio n s ,   t h e  L o R a   p r o to co l  is   co n s id er ed   v er y   e f f ici en t.  L o n g - r an g e  co m m u n icati o n   an d   lo w   p o w er   co n s u m p tio n   ar e  m ad e  p o s s ib l e  th r o u g h   th e  u s e  o f   th e  lo w   d ata  r ate  f ea tu r es  o f   th e  I o T   a p p lica tio n s .   L o R a  is   ac tu all y   d is ti n g u is h ab le  f r o m   p r ev io u s   w ir ele s s   co m m u n ica tio n   s y s te m s   b y   i ts   s ac r if ici n g   th e  p ea k   d ata  r ate   [ 6 ]   in   o r d er   to   r ea lize  lo w   p o w er   co n s u m p tio n   a n d   lo n g - r an g e  co m m u n icatio n .   T h e  L o R a  n et w o r k   s er v er   h a s   th r ee   ca teg o r ies  o f   f u n ctio n s :  m an a g e m e n t  o p er atio n s ,   en cr y p tio n ,   an d   m ed iu m   ac ce s s   co n tr o l  ( M AC ) .   T h e  f ir s t  ca teg o r y ,   i.e .   m an a g e m e n t  o p er atio n ,   co n s i s ts   i n   in s tall in g   an d   u n i n s talli n g   ap p licatio n   s er v ic es  an d   d ev ice s .   T h e  s ec o n d   ca teg o r y   o f   e n cr y p tio n   s er v es  to   p r o tect  th e  d ata  g ath er ed   b y   L o R a  ter m i n als.  T h e  MA C   ca te g o r y   r o le  is   to   en s u r e  t h e  m an a g e m en t  o f   r ad io   r eso u r ce s   i n   o r d er   to   am e lio r ate  its   n et w o r k   th r o u g h p u t.  Fo r   th at  to   h ap p en ,   ch an n el  s tat u s   i n f o r m atio n   i s   co llected   an d   th e  d ata  tr an s m is s io n   i n ter v al  o f   ter m i n als  i s   co n tr o lled   b y   t h e   L o R a  n et w o r k   s er v er .   I n   ad d itio n ,   th is   s er v er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 877 6   I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  10 ,   No .   1,   A p r il   20 21 :  54   –   64   56   m i n i m izes  t h e  g ate w a y   d e v ic e  co s t  an d   en d s   u p   b y   co n s id er ab ly   r ed u ci n g   t h e  d ep lo y m en t  co s t  o f   th e  I o T   s y s te m s .   T w o   e s s e n tial   o p er atio n s   o f   t h e  L o R a   n e t w o r k   s er v er   e x i s t:  u p li n k   a n d   d o w n l in k   o p er ati o n s   [ 7 ] .   Up lin k   co n s is ts   in   tr an s m itti n g   d ata  f r o m   L o R a  ter m i n a ls   to   L o R a  g ate w a y s   th r o u g h   a   w ir eles s   l in k .   Do w n li n k   d ef i n es   tr an s m is s io n   i n   t h e  o p p o s ite  d ir ec tio n ,   i.e .   f r o m   th e   g ate w a y s   to   t h e  ter m i n als.  Fo r   Up lin k   o p er atio n ,   it  is   p o s s ib le  t h at  d ata  tr a n s m it ted   f r o m   a  L o R a  t er m in a l  w ill  b e  r ec ei v ed   b y   m an y   L o R a  g ate w a y s .   T h is   is   o w i n g   to   t h e  L o R a  s y s te m   M A C   p r o to co l  b ein g   s o   s i m p le   th a t  n o   p r o ce d u r e  o f   g ate w a y   s elec tio n   ex is t s .   L o R a  ter m i n als  ar e  ch a r ac ter ized   b y   a  s i m p le  M A C   p r o ce d u r e  w h ic h   en ab les  h ig h e r   p o w er   ef f icie n c y .   T h e  n et w o r k   s er v er   r eq u ir es  ch o o s in g   th e  o p ti m al  g ate w a y   i n   d o w n lin k   co m m u n icat io n .   I n   f ac t,  th e  ch a n n el   s tatu s   i n f l u en ce s   t h e  p r o ce s s i n g   o v er h ea d   o f   t h e  g ate w a y   s elec tio n .   T h e  g ate w a y   s elec t io n   o p er atio n s   ca n   th er ef o r e  b e  m o r e  co m p lex   w i th   an   u n s tab le  ch a n n el  s tat u s .           Fig u r e  1 .   L o R aW A N  s y s te m   s tr u ctu r e  [ 8 ]         L o R aW A N  is   a  L o R a  tech n o lo g y - b ased ,   lo w - p o w er ,   an d   w id e - ar ea   n e t w o r k   ( L P W AN)   [ 5 ]   th at  allo w s   L o R a  d ev ice s   to   co m m u n icate   w it h   ea ch   o t h er   an d   w o r k   a s   a  w id e - ar ea   n et w o r k .   T h is   is   p ar ticu lar l y   b en ef icia l  f o r   lo n g   d is tan ce s   b et w ee n   s h o r t - r a n g e  p r o to co ls   an d   GSM.   L o R a  a n d   L o R a W A N™   b o th   h av e   a  lo w er   li n k   b u d g et  t h an   t h e  s ta n d ar d   o f   o th er   co m m u n icatio n   tech n o lo g ie s .   T h e  co r e  o f   th e  L o R a  tec h n o lo g y   is   its   C h ir p   Sp r ea d   Sp ec tr u m   ( C SS )   m o d u latio n :  th e  ca r r ier   s ig n al  o f   L o R a  co n s i s ts   o f   c h ir p s   o r   s in u s o id al  s ig n al s   w h o s e   f r eq u e n c y   i n cr ea s es  ( u p - ch ir p )   o r   d ec r ea s es  ( d o w n - ch ir p )   o v er   ti m e  [ 9 ] .   L o R a’ s   c h ir p s   allo w  th e  s ig n al  to   tr av el   lo n g   d is ta n ce s   an d   to   b e  d e m o d u lated   e v en   w h en   its   p o w er   i s   u p   to   2 0   d B   b elo w   th e   n o i s e  f lo o r .   B ec au s e  o f   th is   asp ec t,  c ar r ier   s en s i n g   i n   L o R a  i s   q u ite   ch alle n g i n g :  L o R a  r ad io s   allo w   ca r r ier   d etec tio n   v ia  t h e  C h a n n e l  A cti v it y   Dete ctio n   ( C A D)   m o d e,   a  s p ec ial  r ec ep tio n   m o d e  w h ic h   co n s u m es  h al f   t h e  e n er g y   n ec es s itat ed   b y   th e  n o r m al  r e ce p tio n   m o d e.   Yet,   th e  s i g n al s   p r o d u ce d   b y   d if f er en t  L o R a   n et w o r k s   o p er atin g   in   d i f f er e n t  s e ttin g s   w h ich   c an   lead   to   f a ls e  d etec tio n s   f o llo w i n g   th e  cr ea tio n   o f   in te r f er en ce   [ 1 0 ] .   T h e  d if f er e n t  L o R a  ad v a n ta g es [ 5 ]   ar e:   −   L o n g - r an g e:  T h e  L o R aW A N  n et w o r k   e n ab les  r o b u s t  lo n g - r an g e  co m m u n icatio n s   ( u p   to   2 0   k m   i n   r u r al   ar ea s   an d   u p   to   5   k m   i n   u r b an   ar ea s ,   d ep en d in g   o n   s ta tio n   p er f o r m a n ce )   b et w ee n   f ield   s en s o r s   a n d   r ad io   s tatio n s .     −   L o w   co n s u m p tio n :  T h e  L o R a W A N  n et w o r k   h as  b ee n   s p ec i f icall y   d esi g n e d   to   r ed u ce   p o w er   co n s u m p tio n   an d   in cr ea s e  t h e  b atter y   li f e  o f   co n n ec ted   s e n s o r s   f o r   u p   to   1 0   y ea r s .   −   T o tally   b id ir ec tio n al:  T h e  L o R aW A N  n et w o r k   allo w s   f u ll y   b i - d ir ec tio n al  co m m u n i ca tio n   th at  ca n   r esp o n d   to   m a n y   u s e  ca s es r eq u ir in g   b o th   u p lin k   an d   d o w n li n k .   −   Geo lo ca tio n   in cl u d ed :  T h e  L o R aW AN  n et w o r k   o f f er s   s ec u r e  n et w o r k   g eo lo ca tio n   to   lo ca te  an y   f ix ed   o r   m o b ile   L o R a  d e v ice.   L o R a   u s es  t h e  d i f f er e n ce   i n   t i m e   o f   ar r iv al  ( T Do A )   a n d   o th er   h y b r i d   tech n iq u es   to   d eter m in e   th e   lo ca tio n   w it h o u t  t h e   n ee d   f o r   co m p u ti n g   p o w er   o n   t h e  ter m i n al   d ev ice.   T h is   n at iv e/b as e   f ea t u r e,   u n lik e  GP S,  d o es  n o t  in cr ea s e  p o w er   co n s u m p tio n   an d   d o es  n o t  r eq u ir e  th e  ad d itio n   o f   co s tl y   h ar d w ar e  co m p o n e n t s .   −   E x ten d ed   i n ter io r   co v er ag e:  T h e  L o R a®  r ad io   m o d u latio n   a llo w s   ex ten s iv e   in d o o r   p en etr at io n ,   r ea ch i n g   en er g y   m e ter s ,   co n tr o l  m o d u le s   in   ele v ato r   s h a f t s ,   o r   p ar k in g   s en s o r s   i n   t h e  b ase m e n t.   −   Un lice n s ed   f r ee   tap e:  L o R aW A N  n et w o r k s   o p er ate  o n   f r ee   I SM  ( I n d u s tr ial,   Sc ien t if ic,   M ed ical)   b an d s   -   E U  8 6 8   MH z,   A S  9 2 3   MH z,   US  9 1 5   MH z  -   allo w in g   a n y   s er v ice  p r o v id er   o r   en ter p r is e  to   d ep lo y   an d   o p er ate  n et w o r k s   w it h o u t a cq u ir in g   R e g u lato r s '   lice n s e.   −   Stan d ar d   o p en :  T h e  L o R aW AN  s tan d ar d   tak es  ad v a n ta g e  o f   an   o p en   p r o to c o l  ap p r o ac h ,   l ed   b y   th e  L o R a   A ll ian ce   t h at  f ed er ates  th e   s p ec if icatio n ,   d ev elo p m e n t,  a n d   d ep lo y m en t  o f   t h e  s ta n d ar d ,   d ev elo p s   t h e   ce r tif icatio n   g u id es,  an d   e n s u r es  i n ter o p er ab ilit y   b et w ee n   r ad io   in f r astru ct u r e  p r o v id er s ,   n et w o r k   co r e   v en d o r s ,   an d   en d   d ev ice  d esi g n er s   an d   m an u f ac t u r er s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l   I SS N:  2252 - 8776       C lo u d - b a s ed   p la tfo r ms fo r   Lo R a   in tern et  o f th in g s :   a   s u r ve y   ( Mo u n a   Ga s s a r a )   57   −   L o w   co s ts :   T h e  L o R aW AN's  o p en   s ta n d ar d ,   h i g h - p e r f o r m an ce   i n f r a s tr u ct u r e,   a n d   v al u e - ad d ed   co n n ec ti v it y   s er v ice s   e n ab le  p u b lic  o r   p r iv ate  o p er ato r s   t o   r ap id ly   d ep lo y   a n d   o p er ate  n et w o r k s ,   w it h   in v e s t m e n ts   ( C ap e x )   an d   s tr ea m li n ed   o p er atio n al  ( Op ex )   ex p en d itu r es,  a n d   to   g et  q u ic k   m ar k etin g   s o   as to   b en ef it  f r o m   t h e  ex p a n s io n   o f   I o T   in   v ar io u s   f ield s .   −   Secu r it y :  L o R aW A N  o f f er s   t w o   e n d u r i n g   la y er s   o f   e n d - to - en d   s ec u r it y .   On e  f o r   t h e  n e t wo r k   an d   p r o v id es   m u tu al  a u t h e n ticatio n   b et w ee n   t h e  L o R aW A N  d ev ice  a n d   t h e  L o R aW A N  n et w o r k   as  p ar t  o f   th e  n et w o r k   ass o ciatio n   ( J o in ) .   T h is   ce r ti f i es  th a t  th e   n et w o r k   tr af f ic  h a s   n o t  b ee n   ta m p er ed   w it h .   I t  h as  a  n u m b er   o f   ch ar ac ter is tic s :  it  co m es  o n l y   f r o m   a  le g it i m a te  d ev ice;  it  is   allo w ed   to   attac h   to   a  g e n u i n e  n et w o r k ;  it  i s   n o t  in telli g ib le  b y   a   s p y ;  an d   i t  h as   n o t  b ee n   r eg i s ter ed   an d   r e p lay ed   b y   a  m alicio u s   ac to r .   T h e  o th er   la y er   is   f o r   th e  s ec u r it y   o f   th e  ap p li ca tio n   en s u r i n g   t h at  t h e  n et wo r k   o p er ato r   d o es  n o t  h av e  ac ce s s   to   en d - u s e r   d ata.   L o R aW A N  i s   o n e  o f   t h e  f e w   I o T   n et w o r k s   t h at  i m p le m e n t  e n d - to - e n d   en cr y p t io n   o f   u s er   d ata   ex ch a n g ed   b et w ee n   e n d   d ev i ce s   an d   ap p licatio n   s er v er s .   I n   tr ad itio n al  ce l lu lar   n et w o r k s ,   th e  tr a f f ic  i s   en cr y p ted   o n   t h e  r ad io   li n k   b u t  tr an s m it ted   in   clea r   in   th e   o p er ato r ' s   b ac k b o n e,   f o r cin g   t h e  u s er   to   c h o o s e   an d   d ep lo y   a n   ad d itio n al  la y er   o f   s ec u r it y   ( Vir tu a l  P r iv at e  Net w o r k   ( VP N)   o r   a  d e d ic ated   ap p licatio n   en cr y p tio n   la y er ) .   −   Scalin g :  L o R aW A N  e n ab les  h ig h - ca p ac it y ,   s ca lab le  n et w o r k s   to   s u p p o r t  th o u s a n d s   o f   co n n ec ted   en d - d ev ices  a n d   m illi o n s   o f   tr an s m itted   m e s s a g es.  T h is   h ig h   p er f o r m a n ce   is   ac h ie v ed   t h r o u g h   th e   u s e  o f   A d ap tiv e  Da ta  R ate  ( A D R )   an d   m u lti - c h an n el  r ec eiv er   i n   g ate w a y s   to   s i m u lta n eo u s l y   r ec eiv e  m e s s a g e s   s en t o v er   m u ltip le  ch a n n els.   T h ese  ad v an tag e s   o f   L o R a W A N  ar e  co n f ir m ed   th r o u g h   a  co m p ar is o n   m ad e  in   [ 1 1 ]   b etw ee n   L o R aW A N  a n d   t w o   o th er   L P W A N  tech n o lo g i es.  Ma n y   I o T   f ac to r s   ar e  co n s id er ed   i n clu d i n g   q u alit y   o f   s er v ice,   b atter y   li f e,   late n c y ,   s ca lab ilit y ,   p a y lo ad   len g t h ,   co v er ag e,   r an g e,   d ep lo y m en t,  a n d   co s t  i n   ter m s   o f   th ese  f ac to r s   an d   t h eir   tech n ic al  d if f er e n ce s .   T h ese  tech n o lo g ies  ar e  co n s id er ed   in   th e  I o T   m ar k et.   Ho w e v er ,   T ab le  1   s h o w s   t h at  L o R a   s er v es  a s   th e  tec h n o lo g y   w i th   t h e  l o w est  o v er all  co s t,  w it h   v er y   lo n g   r an g es  ( h ig h   co v er ag e) ,   in f r eq u en t   co m m u n icatio n   r ate s ,   an d   v e r y   lo n g   b atter y   li f eti m e  [ 1 1 ] .   I n   lig h t  o f   th e s e  o b v io u s   ad v an ta g es  o f   t h e  L o R a W A N,   t h e  clo u d   I o T   f u tu r e  i s   b r ig h t,  esp ec iall y   i n   ce r tain   ar ea s   s u c h   as  S m ar t  C it y ,   i n telli g e n t  b u ild in g s ,   m o n ito r i n g ,   a n d   ag r icu lt u r e.       T ab le  1 .   Ov er v ie w   o f   L P W AN  tech n o lo g ies:   Sig f o x ,   L o R a,   an d   NB - I o T   [ 1 1 ]   O v e r v i e w   o f   L P W A N   t e c h n o l o g i e s:   S i g f o x ,   L o R a ,   a n d   N B - I o T     S i g f o x   L o R a W A N   NB - I o T   M o d u l a t i o n   f r e q u e n c y   B P S K   U n l i c e n se d   I S M   b a n d s  ( 8 6 8   M H z   i n   E u r o p e ,   9 1 5   M H z   i n   N o r t h   A meric a ,   a n d   4 3 3   M H z   i n   A si a )   C S S   U n l i c e n se d   I S M   b a n d s  ( 8 6 8   M H z   i n   E u r o p e ,   9 1 5   M H z   i n   N o r t h   A me r i c a ,   a n d   4 3 3   M H z   i n   A si a )   Q P S K   L i c e n se d   L T E   f r e q u e n c y   b a n d s   B a n d w i d t h   1 0 0   H z   2 5 0   k H z   a n d   1 2 5   k H z   2 0 0   k H z   M a x i m u m   d a t a   r a t e   1 0 0   b p s   5 0   k b p s   2 0 0   k b p s   B i d i r e c t i o n a l   L i mi t e d   /   H a l f - d u p l e x   Y e s /   H a l f - d u p l e x   Y e s /   H a l f - d u p l e x   M a x i m u m   m e ssa g e s  /   d a y   1 4 0   ( U L ) ,   4   ( D L )   U n l i mi t e d   U n l i mi t e d   M a x i m u m   p a y l o a d   l e n g t h   1 2   b y t e s (U L ) ,   8   b y t e s (D L )   2 4 3   b y t e s   1 6 0 0   b y t e s   R a n g e     1 0   k m   ( u r b a n ) ,   4 0   k m (r u r a l )   5   k m ( u r b a n ) ,   2 0   k m (r u r a l )   1   k m  ( u r b a n ) ,   1 0   k m   ( r u r a l )   In t e r f e r e n c e   i m m u n i t y   V e r y   h i g h   V e r y   h i g h   L o w   A u t h e n t i c a t i o n   &   e n c r y p t i o n   N o t   su p p o r t e d   Y e s ( A ES 1 2 8 b)   Y e s ( L T E  e n c r y p t i o n )   A d a p t i v e   d a t a   r a t e   No   Y e s   No   Ha n d o v e r   En d - d e v i c e s  d o   n o t   j o i n   a   si n g l e   b a se   st a t i o n   En d - d e v i c e s  d o   n o t   j o i n   a   si n g l e   b a se   st a t i o n   En d - d e v i c e s  j o i n   a   si n g l e   b a se   st a t i o n   L o c a l i z a t i o n   Y e s (RSS I )   Y e s (T D O A )   N o   ( u n d e r   sp e c i f i c a t i o n )   A l l o w   p r i v a t e   n e t w o r k   No   Y e s   No   S t a n d a r d i z a t i o n   S i g f o x   c o mp a n y   i s  c o l l a b o r a t i n g   w i t h   ET S I   o n   t h e   st a n d a r d i z a t i o n   o f   S i g f o x - b a se d   n e t w o r k   L o R a   A l l i a n c e   3 G P P   D i f f e r e n t   c o st s o f   S i g f o x ,   L o R a ,   a n d   N B - I o T     S p e c t r u m   c o st   D a p l o y m e n t   c o st   En d - d e v i c e   c o st   S i g f ox   F r e e   >   4 0 0 0   € /   b a se   s t a t i o n   <   2   €   L o R a   F r e e   >   1 0 0   €   /   g a t e w a y   >   1 0 0 0   €   /   b a se   st a t i o n   3  –   5   €   NB - Io T   >   5 0 0   M €   /   M H z   >   1 5   0 0 0   €   /   b a se   st a t i o n   > 2 0   €     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 877 6   I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  10 ,   No .   1,   A p r il   20 21 :  54   –   64   58   2 . 2 .   Clo ud   co m pu t i ng   C lo u d   co m p u t in g   is   d ef in e d   as  th e  o n - d e m an d   av a ila b ilit y   o f   co m p u ter   s y s te m   r eso u r ce s ,   p ar ticu lar l y   co m p u tin g   p o w e r   an d   d ata  s to r ag e,   w it h   n o   d ir ec t  an d   ac tiv e  m a n ag in g   o f   th e  u s er   [ 1 2 ] .   Gen er all y ,   t h is   ter m   d escr ib es   th e  a v ailab ili t y   o f   th e   d ata  ce n ter s   to   s ev er al   u s er s   t h r o u g h   t h e  I n ter n et.   T o d ay ,   lar g e  clo u d s   p r ed o m in ate  w h i ch   h a v e  f u n ctio n s   d is tr ib u ted   th r o u g h o u t  n u m er o u s   e m p lace m en ts   f r o m   ce n tr al   s er v er s .   I n   ca s e   t h e  co n n ec tio n   to   t h e   u s er   is   f a ir l y   clo s e,   it   is   p o s s ib le  to   co n s id er   it   an   ed g e  s er v er .   T h r ee   t y p es  o f   clo u d   ex is t  [ 1 3 ] .   Firs t,  en ter p r is e  clo u d s   ar e  clo u d s   w h ic h   ar e  r estr icted   to   a  p ar ticu lar   o r g an izatio n .   Seco n d ,   p u b lic  clo u d s   ar e  th e  o n es  av ai lab le  to   s ev er al  o r g a n izatio n s ;  h o w e v er .   T h e  th ir d   an d   f i n al  t y p e  i s   th e   h y b r id   clo u d   w h ic h   i s   co m p o s ed   o f   a  co m b i n atio n   o f   t h e  f ir s t t w o   t y p e s ,   i.e .   en ter p r is e  an d   p u b lic  clo u d s .     T h e  clo u d   co m p u ti n g   n o tio n   c o u n t s   o n   r e s o u r ce   s h ar i n g   to   a ttain   s ca le  ec o n o m ie s   an d   a   h i g h   d eg r ee   o f   co h er en ce .   A v o id i n g   ( o r   o n l y   r ed u ci n g )   u p - f r o n t   I T   i n f r a s tr u ct u r e   co s ts   i s   allo w ed   to   co m p an ie s   b y   ad v o ca tes  o f   p u b lic  o r   h y b r id   clo u d s .   Mo r eo v er ,   clo u d   co m p u ti n g   p er m it s   e n ter p r is es  to   o b tain   th e ir   ap p licatio n s   an d   r u n   t h e m   f ast er ,   w ith   e n h a n ce d   m a n ag ea b il it y   an d   r ed u ce d   m ain ten a n ce   co s ts .   T h at  r eq u ir es   I T   team s   to   q u ick l y   r eg u late  r eso u r ce s   to   ac co m m o d ate  u n p r ed ictab le  an d   f lu ctu a tin g   d em an d s .   T h e  m o d el   “ p a y - as - y o u - g o ”  is   t y p icall y   u s ed   b y   clo u d   p r o v id er s .   W h en   ad m i n is tr ato r s   ar e  n o t  h ab itu ated   to   clo u d - p r icin g   m o d els  [ 1 4 ] ,   th is   m o d el   ca n   i n d u ce   u n e x p ec ted   o p e r atin g   ex p e n s es.   T h e  r e m ar k a b le  g r o w t h   i n   clo u d   co m p u ti n g   is   b r o u g h t  ab o u t  b y   t h e  w id esp r ea d   av ailab ilit y   o f   h i g h - ca p ac it y   n et w o r k s .   A n o th er   co n tr ib u ti n g   f ac to r   is   th e  u b iq u it y   o f   h i g h - s to r ag e  d ev ices  an d   lo w - co s t  co m p u ter s   as  w ell  as  o f   au to n o m ic  an d   ef f icien t  co m p u t i n g .   A d d itio n all y ,   t h e  p er v asiv e   ad o p tio n   o f   s er v ice - o r ien ted   ar ch itect u r es  a n d   h ar d w ar e  v ir tu al izatio n   ca n   b e  cited   as a   th ir d   f ac to r   w h ich   h elp ed   to   b o o s t th is   g r o wth   as s h o w n   in   F ig u r e  2 .           Fig u r e  2 .  A   g e n er al  m o d el  o f   clo u d   co m p u ti n g       T o   s u m m ar ize,   th i s   s ec tio n   h a s   h i g h l ig h ted   th e  es s en t ial  ch a r ac ter is tics   o f   b o th   th e  L o R a W A N  an d   th e  C lo u d   co m p u ti n g   co n ce p t s .   T h e  m o s t  k n o w n   I o T   C lo u d   p latf o r m s   co m b i n i n g   t h e  t w o   co n ce p ts   ar e  to   b e   in tr o d u ce d   i n   t h e  n ex t   s ec tio n .   T h e  o b j ec tiv e  is   to   s e lect  t h e  b est  I o T   clo u d   p latf o r m   f r o m   a m o n g   t h e m   b ased   o n   s o m e  i m p o r tan t  m etr ics s u c h   as p r icin g   an d   ap p licatio n   d o m a in s .       3.   L O RA  I O T   C L O UD  P L AT F O RM S    Mu ltip le  I o T   clo u d   p latf o r m s   ex is t,  b u t  n o t  all  o f   th e m   ca n   b e  ap p lie d   to   th e  L o R a  p r o to c o l.  I n   th is   s ec tio n ,   w e  s u r v e y   t h e  liter atu r e  r ep o r tin g   o n   th e  f o u r   m o s t  u s ed   L o R a  I o T   cl o u d   p l atf o r m s .   T h ese  ar e:  T h in g Sp ea k   [ 1 5 ] ,   Op en Stack   [ 16 ] ,   T h e  T h in g s   Net w o r k   [ 17 ] ,   an d   T h eth in g s . io   [ 18 ] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l   I SS N:  2252 - 8776       C lo u d - b a s ed   p la tfo r ms fo r   Lo R a   in tern et  o f th in g s :   a   s u r ve y   ( Mo u n a   Ga s s a r a )   59   3 . 1 .   T hin g S pea k   T h e  f r a m e w o r k   p r o p o s ed   b y   P h a m   [ 19 ]   is   a  lo w - co s t   L o R a   p latf o r m   &   s o f t w ar e   in ten d e d   to   d ep lo y   ad   h o c  L o R a  I o T   test - b ed s   w it h   a  h i g h   d e g r ee   o f   cu s to m izatio n   an d   f lex ib ilit y .   B es id es,  it  u s e s   a  f r ee   T h in g Sp ea k   [ 1 6 ]   p latf o r m   ac co u n t  to   d ep lo y   th e  s e n s o r s   an d   th e  g ate w a y   i n   o r d er   to   v is u alize   ca p tu r ed   d ata   in   r ea l  t i m e.   I n   f ac t,  T h i n g Sp ea k   p r esen ts   a n   o p en   I o T   d at a  p latf o r m   f o u n d ed   o n   p u b lic   clo u d   tec h n o lo g y .   T h is   p latf o r m   p er m its   to   co llect  r ea l - ti m e  d ata,   a n al y ze   th e m ,   an d   ac t iv ate  a n   Op e n   AP I .   I t  is   b ased   o n   ap p licatio n s   a n d   p lu g i n s ,   v i s u aliza tio n ,   m o n i to r in g ,   d ata  s to r ag e  an d   ad d itio n   o f   u s er ' s   d ata  w it h   a  d i v er s it y   o f   th ir d - p ar t y   p latf o r m s .   Mo r eo v er ,   it  o p er ates  w it h   I o T   p latf o r m s   li k e  A r d u i n o ,   io B r id g e,   T w it ter ,   T w ilio ,   MA T L A B   a n d   T h i n g HT T P.  I t  is   p o s s ib le  to   co llect  s en s o r   d ata  in to   ea ch   c h an n el   h a v i n g   e ig h t  f ield s   t h at  ca n   m an ip u late   a n y   t y p e  o f   d ata,   o n e  s tatu s   f ield ,   an d   th r ee   l o ca tio n   f ield s .   T h er e  ar e  d if f er en t  ap p licatio n s   a m elio r ati n g   th e   r ea ctio n   m e asu r es   s u ch   as   T w ee t   C o n tr o l  th a t  p er m i ts   to   li s ten   to   t h e  T w itter v er s e  a n d   r esp o n d   in   r ea l - ti m e,   T im e C o n tr o l  th at  allo w s   p er f o r m i n g   ac tio n s   au to m atica l l y   at  p r ed eter m in ed   ti m es  u s i n g   th e  T h in g Sp ea k   ap p licatio n ,   T alk B ac k   t h at  p er m its   to   q u e u e   u p   co m m a n d   f o r   u s er ' s   d ev ic e,   an d   R ea ct  w h ic h   r ea cts  w h e n   s o m e  co n d itio n s   ar e  m et  b y   ch a n n el  d ata.   T h in g Sp ea k   e n ab les  th e  p u b lic  clo u d   b y   tr i g g e r i n g   f ac ilit ies,  b u t it  d o es n o t p r o m o te  co n n ec ti n g   d ev ices si m u lt an eo u s l y .   An o th er   w o r k   p r o p o s ed   b y   P h a m   et  al.   [ 20 ]   d ea ls   w i th   h o w   th e s e  ap p licatio n s   ar e  b ein g   u tili ze d   i n   th e  Af r ican   r u r al,   s u b - Sa h ar a n   co n te x t.  T h is   s t u d y   d escr ib es  a  lo w - co s t,  lo n g - r an g e  I o T   f r a m e w o r k   w h ic h   tak es  i n to   co n s id er atio n   t h e  co s t  o f   h ar d w ar e  an d   s er v ices  in   ad d itio n   to   f ast  ap p r o p r iati o n ,   f lex ib ilit y ,   a n d   cu s to m izatio n   b y   th ir d   p ar ties .   I n   th is   w o r k ,   t h e  s e n s o r s   an d   th e  g ate w a y   ca n   b e  d ep lo y ed   w it h i n   m in u te s   b y   s m al l  f ar m s   u s i n g   a   f r ee   ac co u n t  cr ea ted   o n   t h e  T h i n g Sp ea k   p latf o r m   i n   o r d er   to   b e  ab le  to   v is u alize   g at h er ed   d ata  in   r ea l   ti m e.   D u p o n t  et   a l.  [ 21 ]   p r o p o s e  W A Z I UP   w h i ch   i s   t h e  f r u i t  o f   a  p r o j ec t  f u n d ed   w it h i n   t h e  E U   H2 0 2 0   f r am e w o r k   a n d   ai m ed   to   d ep lo y   an   o p en   i n n o v atio n   I o T   p latf o r m   ca p ab le  o f   b r id g i n g   t h e  No r th /So u t h   tech n o lo g ical  d iv id e,   w it h   a  s p ec ial  f o cu s   o n   r e m o te,   lar g el y   is o lated   an d   r u r al,   ar ea s   in   t h e  d ev elo p in g   co u n tr ies,   p ar ticu lar l y   t h o s e   l o ca ted   s o u t h   o f   t h e  Sa h ar a  D eser t.  T h e  m a in   o b j ec tiv e  o f   th is   p lat f o r m   i s   t o   en ab le  th e  d ev elo p m en t o f   I o T   ap p licatio n s   w it h   B ig   Data   ca p ab ilit ies.   A  L o w - co s t   L o R a  I o T   Fra m e w o r k   is   r ea lized   b y   P h a m   in   th e  W AZ I UP /W AZ I HUB   p r o j ec ts   ( E U  H2 0 2 0 )   [ 22 ] .   T h is   f r a m e w o r k   is   b ased   o n   a  L o R a  g ate w a y   co n ce iv ed   w it h   a  R asp b er r y   P i  2   an d   an   R FM  9 5   r ad io   m o d u le.   P h a m   r ea lized   s i m p le  P C B s   f o r   R asp b er r y   P I ,   A r d u i n o   Nan o ,   a n d   A r d u in o   P r o Min i  in   o r d er   to   co n n ec t  b et w ee n   t h e  R FM  9 5   L o R a  r ad io   m o d u le  a n d   t h e  R asp b er r y   P i  o r   an   A r d u i n o   b o ar d .   T h ese  P C B s   ar e  o f f er ed   f r ee .   T h e  P C B   p r esen t s   a  s i m p le  R FM9 5   b r ea k o u t  with   a  h ea d er   p in   d e s ig n ed   f o r   b o th   R a s p b er r y   ( f o r   g ate w a y   co n ce p ti o n )   an d   A r d u in o   b o ar d s .   T h is   P C B   is   co n ce iv ed   co n s eq u e n tl y   to   b e  co n n ec ted   to   th e  GP I O   h ea d er   r o w   o f   th e  R asp b er r y .   B y   u s i n g   a n   I n ter n e t - co n n e cted   R asp b er r y ,   it  is   p o s s ib le  to   co n f ig u r e  an d   m an a g e  th e  L o R a  g ate w a y . T h e  co n ce iv ed   L o R a   g a te w a y   ca n   b e  co n n ec te d   to   d i f f er e n t  L o R a  en d - d ev ice s .   An   ex a m p le  o f   a  s i m p le  en d - d ev i ce   is   r ea lized   w ith   a  L o R a  r ad io   m o d u le  co n n ec ted   to   an   A r d u in o   ME G A ,   Un o ,   Min i,  P r o   Min i,   T ee n s y ,   o r   N an o   b o ar d   v ia  t h e  co r r esp o n d in g   S P I   p in s .   I t  is   p o s s ib le  to   u s e  Nan o /P r o Min i   b r ea k o u t  P C B   d esig n ed   b y   P h a m   [ 1 9 ]   in   o r d er   to   s im p l y   co n n ec t  R FM9 5   r ad io   to   A r d u in o .   B y   ad d in g   a   te m p er atu r e  s en s o r   ( e. g .   L M3 5 DZ ) ,   th e   en d - d ev ice   b ec o m e s   ab le  to   s e n d   te m p er atu r e  r ea d in g s   p er io d icall y   to   th e  L o R a  g ate w a y   co n n ec ted   t o   th e  T h in g Sp ea k .     3 . 2 .   O penS t a c k   T h r ee   d if f er en t  C lo u d   la y er s   ar e  u s ed   b y   t h e  W AZ I UP   I o T :  I n f r astru ct u r e  as   a  Ser v i ce   ( I aa S),   C o n tai n er   as  a  Ser v ice  ( C aa S),   an d   P latf o r m   as  a  Ser v ice  ( P aa S).   Op en Stack   [ 2 0 ]   p r o v id es  th e  f ir s t  la y er   i n   o r d er   to   p r o v id e  Vir tu al  Ma c h in e s   ( VM s )   r u n n i n g   t h e  f u ll  p latf o r m .   I aa s   la y er   i s   es s en ti al  s i n ce   m o s t  C lo u d   v en d o r s   ( R ac k s p ac e,   Am az o n )   u ti lize  VM s   a s   f u n d a m en ta l s ellin g   u n its .   Ku b er n e tes [ 2 3 ]   p r o v id es t h e  s ec o n d   la y er .   T h is   la y er   p er m i ts   to   o f f er   an d   s er v e   co n tai n er s   ( f o r   e x a m p le   Do ck er   co n tain er s )   to   W AZ I UP   s er v ice s   an d   ap p licatio n s .   I n d ee d ,   th e   co n tain er s   o f f er   u ltra - f as t,  li g h t - w e ig h t  v ir tu al izatio n   f o r   m icr o - s er v ice s   an d   ap p licatio n s   r u n n i n g   i n s id e  t h e  VM s .   Dei s   [ 2 4 ]   p r o v id e s   th e  t h ir d   a n d   f i n al  C lo u d   la y er   w h ic h   o f f er s   to   d ev elo p er s   s u c h   s er v ice s   as  t h e  co m p ilat io n   a n d   t h e  d ep lo y m e n t   o f   a n   ap p licatio n .   B esi d es,  Deis  p er m i ts   to   co m p ile  al l th e  ap p licatio n s   p u s h ed   b y   t h e  u s er s   an d   h o s t th e m   in   co n tai n er s   o n   K u b er n etes .   Mo r e  im p o r tan tl y ,   Op en Stac k   p r esen ts   o n e  o f   th e  m o s t  k n o w n   o p en   s o u r ce   clo u d   p latf o r m s   [ 2 0 ] .   I t   o f f er s   th e   ess e n tial   f u n ctio n s   co m m o n l y   n ee d ed   to   b u ild   ap p licatio n   s er v ices  o n   a n y   c lo u d   en v ir o n m e n t  l ik e   n et w o r k i n g ,   s to r ag e,   co m p u ta tio n ,   u s er   in ter f ac e,   tele m etr i c ,  an d   au t h en ticatio n .   T h is   p l atf o r m   e n ab les  n o t   o n l y   to   b u ild   clo u d   s er v ice s   b u t  also   to   r e n d er   th e m   e as y ,   f ast,  a n d   u n at tach ed   to   h ar d w ar e/ s o f t w ar e  p latf o r m s .   Op e n Stac k   p r o v id es  a  co llectio n   o f   i n ter f ac e s   f o r   a  s er v ice  ap p licatio n   p r o g r a m .   I t  eq u all y   p er m it s   to   au to m ate  t h e  m a n a g e m en t o p er atio n s ,   w h ic h   is   cr u c ial  in   t h e  m i n i m izat io n   o f   t h e  n et w o r k   o p er atio n   co s t.   W h at  is   s u g g ested   b y   So   an d   h is   co llea g u e s   [ 6 ]   is   to   u s e  th e  s y s te m   s er v ices  o f f er ed   b y   Op en Stac k   in   t h e  ac tu a l  r estru ct u r i n g   o f   th e  L o R a  n et w o r k   s er v er   o p er atio n s   s o   as  to   m a k e  it  s ca la b le  an d   f le x ib le.   I n   f ac t,  th e  f u n c tio n s   o f   th e  L o R a   n et w o r k   s er v er   o n   th e  Op e n St ac k   p latf o r m   in te g r ate  f o u r   V Ms: g ate w a y   a g en t,  L o R a  co n tr o l,  L o R a  d ata,   an d   ap p licatio n   s er v er   ag en t.  T h e  g ate w a y   a g en t  VM   d ef i n es  th e  p r o to co l  o f   tr an s p o r t  allo w i n g   co m m u n ic atio n   b et w ee n   th e  L o R a  g a te w a y   a n d   th e  L o R a  n et w o r k   s er v er .   I n   a  s i m ilar   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 877 6   I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  10 ,   No .   1,   A p r il   20 21 :  54   –   64   60   v ein ,   t h e  ap p licatio n   s er v er   VM   p u ts   th e  L o R a  n et w o r k   s er v er   in to   co n tact  w i th   t h e  ap p licatio n   s er v er   v ia  th e   ap p r o p r iate  tr an s p o r t p r o t o co l.   T h e  L o R a  d ata  VM   r ea lizes t h e  o p er atio n s   o f   t h e  d ata  p lan e .   T h e  L o R a  co n tr o l  VM   r ea lizes  th e  o p er atio n s   o f   th e  co n tr o l  p lan e  th r o u g h   ex c h an g ed   co n tr o l  m e s s a g es  w it h   L o R a  g a te w a y s   o r   ter m i n als.  Fo r   v alid atio n   p u r p o s es,  an   e x p er i m e n tal  s y s te m   h as  b ee n   estab l i s h ed   b y   e x p lo itin g   ac ce s s ib le  o p en   s o u r ce s   r elate d   to   Op en Stack ,   L o R a   g ate w a y ,   an d   L o R a  ter m in a l.  T w o   v ital  co m p o n en t s   co n s tit u te   th e   ev alu a tio n   s y s te m :  t h e  ac ce s s   n et w o r k   an d   t h e  clo u d   n et w o r k .   I n   o r d er   to   im p le m en t  th e  a cc ess   n et w o r k ,   th e   I o T   s tatio n   8 6 8   co n ce iv ed   b y   Ker lin k   [ 2 5 ]   is   u s ed   as  th e  L o R a  ter m i n al.   T h e  SK - iM8 8 0 A   m an u f ac t u r ed   b y   I MST   [ 2 6 ]   s er v es  to   d ep lo y   t h e  L o R a  Gate w a y .   A t  t h i s   le v el,   t h r ee   ca te g o r ies  o f   s o f t war e  s tr u ct u r e  e x is t:   f ir m w ar e,   h ar d w ar e  ad ap tatio n   la y er   ( H AL ) ,   an d   c u s to m er   ap p lic atio n   la y er   [ 2 2 ] .   T h e  b in ar y   i m a g e  i s   t h e   av ailab le  f o r m   o f   t h e  Fir m w a r e.   T w o   alter n ati v es  o n   t h e  H AL   ar e  p r ese n t:   eit h er   p r o v id ed   b y   Ker li n k   o r   b y   Se m tec h .   I n   th e   p r o p o s ed   p r o j ec t,  th e  Se m tech   v er s io n   o f   HAL   is   u s ed   b y   r ea s o n   o f   it s   b ein g   o p en   s o u r ce .   T h e   g ate w a y   f u n ct io n   i n clu d ed   in   th e  c u s to m er   ap p licati o n   la y er   ex c h a n g e s   p ac k et s   b et w ee n   th e  L o R a  ter m i n als  a n d   th e  n et w o r k s   s er v er .   T h e  clo u d   n et w o r k   i m p le m en ta tio n   i s   b ased   o n   th e   Op en Stac k   L ib er t y   v er s io n   u n d er   t h e  Ub u n tu   1 4 . 0 4   L T S  d esk to p .   T h e  Op e n St ac k   d as h b o ar d   s h o w s   t w o   n et w o r k s :  a n   e x ter n al   n et w o r k   to   co m m u n icate   w it h   L o R a   g ate w a y s   a n d   an   i n ter n al  n et w o r k   f o r   co m m u n icatio n   b et w ee n   t h e  L o R a  n et w o r k   s er v er   VM s .     3 . 3 .   T he  t hin g s   net w o rk   An   I o T   cl o u d   p latf o r m   n a m e d   T h e  T h in g s   Net w o r k   ( T T N )   [ 2 5 ]   en ab les  lo w   p o w er   d ev ices   to   u s e   lo n g - r an g e   g ate w a y s   i n   o r d er   to   co n n ec t  to   a   d ec en tr alize d   Net w o r k   f o r   e x ch a n g in g   d ata   w it h   ap p licatio n s .  Am o n g   th e  d i f f er e n t  p r o j ec ts   w h ic h   u s e  T T N,   o n e  L o R a  p r o j ec t  [ 2 7 ]   d esig n s   a  s i n g le  c h a n n el  L o R a  g ate w a y   w it h   a  R asp b er r y   P i  2   ( in s tall ed   R asp b ian )   an d   th e  L o R a  s h ield   v 9 5 - 868   [2 8 ]   u s in g   o p en   s o u r ce s   [ 2 9 ] .   T h e   L o R a  Gate w a y   r ec ei v es  d ata  f r o m   t h e  L o R a  n o d e.   T h en ,   it  u p lo ad s   th is   d ata  to   th e  T T N   n et w o r k   u s i n g   a n   I n ter n e t c o n n ec tio n . T h is   p r o j e ct  also   d esig n s   a  L o R a  n o d e  b ased   o n   th e  L o R a  S h ield   an d   ME GA   2 5 6 0   [ 30 ] .   An o th er   L o R a  T T N  p r o j ec t  [ 3 1 ]   d esig n s   a  s in g le - c h an n el  L o R a  g ate w a y   b y   m ea n s   o f   th e   E SP 8 2 6 6   m o d u le  [ 3 2 ]   an d   th e  R ad io R FM9 5 /9 6 .   T h r ee   L o R a  n o d es   h av e  b ee n   test ed   w it h   t h is   g ate w a y :  E SP 8 2 6 6 - b ased   L o R a  n o d es  w i th   R F M9 5   tr an s ce iv er s ,   T ee n s y L C   co n n ec ted   to   Ho p eRF   R FM  9 5   r ad io ,   an d   A r d u i n o P r o   Min i.     3 . 4 .   T het hi ng s . io   An o th er   I o T   clo u d   p latf o r m   n a m ed   T h et h in g s . io   [ 3 2 ]   is   f r eq u en tl y   u s ed   i n   L o R a  p r o jects.  T h is   in d u s tr ial  p lat f o r m   o f f er s   a  w h o le  b ac k - en d   s o l u tio n   i n te n d ed   f o r   I o T   m ar k er s   a n d   ap p licatio n   d ev elo p er s   u s i n g   a  s i m p le  A P I .   I t  is   co n s id er ed   h ar d w ar e  ag n o s tic  an d   p er m its   to   co n n ec t  an y   d ev ice  ab le  to   u s e   W eb So ck ets,  HT T P ,   C o A P ,   o r   MQ T T   p r o to co ls .   I t  ca n   m o n ito r   r ea l - ti m e  b ased   j o b s   w h ile   co n n ec ti n g   d ev ices e n d - to - e n d   b y   i n f l u e n cin g   d e v ice  s u p er v is io n ,   m o n it o r in g ,   an d   an a l y t ical  s u p p o r t.      3 . 5 .   Rec a pitula t io n   T ab le  2   is   s h o w in g   R ec ap it u la tes  L o R a  I o T   clo u d   p latf o r m s   ex is t in g   i n   t h e  l iter atu r e .  Fro m   T ab le  2 ,  w e   ca n   co n cl u d e  t h at,   w h ile   m o s t  o f   t h e  p u b lis h ed   s tu d ies   ar e  b ased   o n   th e   T h in g Sp ea k   a n d   T h e  T h in g s   Net w o r k ,   o n l y   a  f e w   u s e   Op e n Stac k   a n d   T h eth i n g s . io   d u e  t o   s u c h   co n s tr ain t s   a s   t h e  ex p e r i m en tal  h ar d w ar e   t y p e  a n d   t h e  i n d u s tr ial  f o r m .   C o n s eq u en tl y ,   w e  w i ll  tr y   to   co m p ar e  t h e s e  L o R a   I o T   clo u d   p lat f o r m s   in   t h e   n ex t  s ec tio n   i n   o r d er   to   s elec t th e  b est,  i.e .   th e  m o s t u s ef u l,  o n e  f o r   r esear ch er s       T ab le  2 .   Su m m ar y   tab le  o f   I o T   clo u d   p latf o r m s   u s ed   w it h   t h e  L o R a  p r o to co l b y   p r ev io u s   w o r k s   I o T   C l o u d   P l a t f o r m   P r e v i o u s wo r k s   El e c t r i c a l   t o o l s   D e t a i l e d   d o c u me n t a t i o n   T h i n g S p e a k     L o w - c o st ,   L o n g - r a n g e   O p e n   I o T  f o r   S marte r   R u r a l   A f r i c a n   V i l l a g e s.      L o w - c o st   I o T ,   B i g   D a t a ,   a n d   C l o u d   P l a t f o r m  f o r   D e v e l o p i n g   C o u n t r i e s.     B u i l d i n g   l o w - c o st   g a t e w a y s   a n d   d e v i c e s  f o r   o p e n   L o R a   I o T   t e st - b e d s.     W A ZI U P :   A   L o w - C o st   I n f r a st r u c t u r e   f o r   D e p l o y i n g   I o T   i n   D e v e l o p i n g   C o u n t r i e s.     Lo R a   G a t e w a y :   S X 1 2 7 2 / 7 6 .   R a d i o   mo d u l e s:   o   L i b e l i u m SX 1 2 7 2   L o R a ,   o   H o p e R F   R F M 9 2 W / 9 5 W   o   M o d t r o n i x   i n A i r 9 / 9 B     R a s p b e r r y   P I   ( v e r si o n   1   o r   2 ) .     A r d u i n o   P r o   M i n i   o r   N a n o .   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] ,   a n d   [1 9]   Op e n S t a c k     L o R a C l o u d :   L o R a   P l a t f o r m  o n   O p e n S t a c k     Lo R a   t e r m i n a l :   I o T   st a t i o n   8 6 8   p r o d u c e d   b y   K e r l i n k .     Lo R a   G a t e w a y :   SK - i M 8 8 0 A   p r o d u c e d   b y   I M S T .   [ 5 ]   a n d   [ 2 0 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l   I SS N:  2252 - 8776       C lo u d - b a s ed   p la tfo r ms fo r   Lo R a   in tern et  o f th in g s :   a   s u r ve y   ( Mo u n a   Ga s s a r a )   61   T ab le  2 .   Su m m ar y   tab le  o f   I o T   clo u d   p latf o r m s   u s ed   w it h   t h e  L o R a  p r o to co l b y   p r ev io u s   w o r k s   ( co n tin u ed )   I o T   C l o u d   P l a t f o r m   P r e v i o u s wo r k s   El e c t r i c a l   t o o l s   D e t a i l e d   d o c u me n t a t i o n   T h e   T h i n g s Net w o r k     T u t o r i a l   p r o j e c t s     Lo R a   t e r m i n a l :   o   M EG A   2 5 6 0   w i t h   L o R a   sh i e l d .   o   ESP 8 2 6 6   w i t h   R F M 9 5   t r a n s c e i v e r s.   o   T e e n s y L C   c o n n e c t e d   t o   H o p e R F   R F M 9 5   r a d i o .   o   A r d u i n o P r o   M i n i     Lo R a   G a t e w a y :   o   R a s p b e r r y   P I   w i t h   L o R a   sh i e l d .   o   ESP 8 2 6 6   w i t h   R F M 9 5   t r a n s c e i v e r s   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] ,   [ 2 9 ] ,   a n d   [ 3 1 ]   T h e T h i n g s . i o       I n d u s t r i a l   p r o j e c t s     [ 2 5 ]       4.   CO M P ARIS O N  O F   L o ra - I o T   CL O UD  P L AT F O RM S   Af ter   co n d u ctin g   a  p r o f o u n d   s tu d y   o f   t h e  I o T   clo u d   p latf o r m s   u s ed   w it h   t h e  L o R a  p r o to co l  in   th e   p r ev io u s   s ec tio n ,   w e  u n d er tak e  a  co m p ar is o n   b et w ee n   th e  b est  f o u r   p lat f o r m s   s u itab le  f o r   L o R a  p r o j ec ts   w it h   th e  ai m   o f   p er m itti n g   r esear ch er s   to   ch o o s e  th e   m o s t  ad eq u a te  o n e  f o r   t h eir   r esp ec tiv e   r ese ar ch   d o m ain s .   T h e  s elec ted   p latf o r m s   ar e  T h eth i n g . io ,   T h in g Sp ea k ,   Op en Stack ,   an d   T h e  T h in g s   Net w o r k .   I n   T ab le  3   w e  p r esen t   th e  ap p licatio n   d o m ai n s   s p ec i f ic  to   th e  s elec ted   p latf o r m s .       T ab le  3 .  A p p licatio n   d o m ai n s   s p ec if ic  to   I o T   clo u d s   r elate d   t o   L o R a   L o R a I o T   C l o u d   P l a t f o r ms   D o mai n   AD   D e M   SM   D a M   A   MM   V   R   T h e t h i n g s.i o   √   √   +     √   √   √     T h i n g S p e a k   √   √   √     √   +   √   √   O p e n st a c k   √     +     √   √   √   √   T h e   T h i n g s Ne t w o r k   √   √   +   √   √   √   √   √   -   N o t e :   A D   =   A p p l i c a t i o n   d e v e l o p me n t ,   D e M   =   D e v i c e   ma n a g e me n t ,   S M   =   S y st e m  man a g e me n t ,     D a M   =   D a t a   ma n a g e me n t ,   A   =   A n a l y t i c ,   M M   =   M o n i t o r i n g   man a g e me n ,   V   =   V i s u a l i z a t i o n ,     R   =   R e se a r c h   -   K e y :   +   su i t a b l e ,   √ a p p l i c a b l e .       W e  n o te  th at  th e  f o u r   c h o s en   p latf o r m s   h a v e  ea s e  o f   u s e  i n   th e  d o m ai n s   o f   ap p licatio n   d e v elo p m e n t,   s y s te m   m a n a g e m en t,  a n al y ti cs,  m o n ito r in g   m an a g e m en t,  an d   v i s u a lizatio n   d o m ain s .   T h is   f ac t  clea r l y   w ar r an t s   o u r   o p tin g   f o r   th es e  f o u r   I o T   p latf o r m s   i n   p ar ticu lar .   W h ile  b o th   th e  en ter p r is e  I o T   p latf o r m   T h e T h in g s . io   a n d   Op e n Stac k   ar e  n o t   ap p licab le  in   t w o   d o m ai n s ,   d ata   m a n a g e m en t   f o r   b o th   an d   ac ad e m ic  r esear ch   an d   d ev ice  m a n a g e m en t  f o r   ea ch ,   r esp ec tiv el y ,   T h in g Sp ea k   i s   in ap p licab le   o n l y   in   t h e  d ata  m an a g e m e n t  d o m ai n .   T h e  T h in g s   Net w o r k   i s   th e  o n l y   p lat f o r m   u s ed   in   all  d o m ai n s ,   w h ic h   m ak e s   it  t h e  m o s t  ap p licab le  L o R a  I o T   clo u d   p latf o r m   o f   all   f o u r .   I n   ad d iti o n   to   th e  d o m ain s   o f   ap p licatio n ,   w e  s tu d y   t h e   d if f er e n t c h ar ac ter i s tics   o f   I o T   clo u d   p latf o r m s   u s ed   w it h   L o R a  as  m e n tio n ed   in   T ab le  4 .   T h in g Sp ea k   p latf o r m   h a s   an   ea s y   co n f i g u r atio n   a n d   is   a  h a r d w ar e  ag n o s tic  ( an y   I o T   d ev ice  ca n   b e   u s ed ) ,   y et  it  is   l i m ited   b y   t h e   n u m b er   o f   m e s s a g es  p er   y ea r   th r esh o ld .   On   t h e  o th er   h a n d ,   Op en Stack   an d   T h eth in g s . io   ar e   n o t   f r ee   w it h   m ed i u m   co n f i g u r atio n s .   T h er ef o r e,   w e  co n c lu d e  t h at   “ T h e  T h in g s   Net w o r k ”   p altf o r m   h as  t h e  m o s t  e f f icie n t  c h ar ac ter is tics .   I n   f ac t,  th i s   p latf o r m   i s   f r ee   i n   co m p ar is o n   to   th e  o t h er   th r ee   p latf o r m s .   I n   ad d itio n ,   it  h as  th e  co m b i n ed   ad v a n ta g es  o f   t h e  ea s i l y   co n f i g u r ed   co n n ec ti o n   an d   o f   t h e  ea s y   I o T   d ata  s to r ag e,   an al y s i s ,   v is u aliza t io n ,   an d   m a n a g e m e n t.  T o   co n f ir m   th i s   co n cl u s i o n ,   w e  d etail  t h e   ad v an ta g es a n d   d r a w b ac k s   o f   t h e  d if f er en t I o T   clo u d   p l atf o r m s   i n   T ab le  5 .   Fro m   T ab le   5   an d   T ab le   4 ,   w e  co n f ir m   t h e  ef f icie n c y   o f   “ T h e  T h in g s   Net w o r k ”  p latf o r m   co m p ar ed   to   o th er   p latf o r m s .   W e  co n clu d e  th at  it  is   th e  m o s t  p er f o r m i n g   a n d   ea s y   to   u s e  o f   all  f o u r .   No n eth eles s ,   o u r   f i n d in g s   s h o u ld   n o t  b e  u n d er s t o o d   as  a  d en ial  o f   th e  r elati v e  m er its   o f   th e  o t h er   th r ee   p lat f o r m s   w h ic h   m a y   b e  ef f icien t  a n d   s ati s f ac to r y   d ep en d in g   o n   t h e  t y p e   o f   ap p licatio n ,   it s   d eg r ee   o f   co m p le x it y   an d   t h e  s ize  o f   it s   d if f er e n t b u ild i n g   ele m e n t s .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 877 6   I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  10 ,   No .   1,   A p r il   20 21 :  54   –   64   62   T ab le  4 .  C h ar ac ter is tics   o f   I o T   clo u d   p latf o r m s   u s ed   w it h   L o R a      T h e t h i n g s.i o   T h i n g S p e a k   O p e n st a c k   T h e   T h i n g s Ne t w o r k   Pr o t o c o l s     M Q T T ,   H TT P ,   W e b so c k e t s,   C o A P   T C P / I P ,   H TT P   o r   M Q T T     T C P / I P ,   U D P ,   I C M P ,   D H C P ,   A R P   T C P / I P ,   U D P ,   D H C P ,   M Q T T ,   H TT P ,   W e b so c k e t s,  A M Q P ,   g R P C   C e r t i f i e d   H a r d w a r e   H a r d w a r e   a g n o st i c   H a r d w a r e   a g n o st i c   H a r d w a r e   c e r t i f i e d   f o r   b o t h   R e d   H a t   En t e r p r i se   L i n u x   ( 6 . 0   a n d   7 . 0 )   a n d   R e d   H a t   En t e r p r i se   L i n u x   O p e n S t a c k   P l a t f o r m  ( 5 ,   6 ,   a n d   7 )   C o m p u t e d   t h r o u g h   R e d   H a t   c e r t i f i c a t i o n   se r v i c e s   H a r d w a r e   a g n o st i c   S D K/   l a n g u a g e   M Q T T ,   N o d e . j s   H TT P ,   N o d e . j s   P y t h o n ,   N o d e . j s   C o A P ,   Jai l e d   N o d e   R u b y ,   P y t h o n ,   a n d   N o d e . j s   P y t h o n ,   b a s h ,   a n d   Jav a S c r i p t   Jav a ,   N o d e - R ED ,   P y t h o n ,   N o d e . j s   C o n n e c t i o n   M e d i u m  c o n f i g u r a t i o n   Ea sy   c o n f i g u r a t i o n   M e d i u m  c o n f i g u r a t i o n   Ea sy   c o n f i g u r a t i o n   A n a l y si s   Ea sy   c o n f i g u r a t i o n   Ea s y   c o n f i g u r a t i o n   ( A u t o mat i c   I o T  a n a l y t i c s)   Ea sy   e v e n t s a n a l y si s    Ea sy   I o T  d a t a   st o r a g e ,   a n a l y si s,  v i su a l i z a t i o n ,   a n d   man a g e me n t   Pr i c i n g   P a y i n g   b a se d   o n   t h e   n u m b e r   o f   d e v i c e s  a n d   t h e   mai n t e n a n c e   o f   t h e   p l a t f o r m   F r e e   f o r   n o n - c o mm e r c i a l   smal l   p r o j e c t s  ( l e ss  t h a n   t h r e e   mi l l i o n   me ssag e s/ y e a r )   F o r   c o mm e r c i a l   a p p l i c a t i o n s  o r   b i g g e r   p r o j e c t s,  p a y i n g   b a se d   o n   t h e   u n i t   ( 3 3 m i l l i o n   me ssag e s/ y e a r )   P a y i n g   b a se d   o n   t h e   c o mb i n a t i o n   o f   se r v i c e   l e v e l   a n d   i n f r a s t r u c t u r e   F r e e   f o r   f a i r   u se       T ab le  5 .  A d v an ta g es a n d   d r a w b ac k s   o f   I o T   clo u d   p latf o r m s   r elate d   to   L o R a     A d v a n t a g e s   D r a w b a c k s   T h e t h i n g s.i o   -   D e v i c e   a g n o st i c   -   R e q u i r e me n t   o f   se l f - su st e n a n c e   -   D e p e n d e n c y   o n   w e b   se r v i c e s  o f   t h e   t h i r d   p a r t y   T h i n g S p e a k   -   P u b l i c   c l o u d   c a p a b i l i t y   u si n g   t h e   t r i g g e r i n g   f a c i l i t y     -   L i mi t   o n   t h e   n u m b e r   o f   si mu l t a n e o u sl y   c o n n e c t e d   d e v i c e s   -   F r e e   a c c o u n t s  l i mi t e d   ( 3   m i l l i o n   me s sag e s  p e r   y e a r   /   c h a n n e l   u p d a t e d   o n c e   p e r   1 5   se c o n d s)   Op e n S t a c k     -   P u b l i c   c l o u d   c a p a b i l i t y   u si n g   t h e   o p e n - so u r c e   v i r t u a l i z a t i o n   p r o j e c t   -   C o mp l e x i t y :   r e q u i r e me n t   o f   a   l o t   o f   t e st i n g   a n d   s p e c i a l i z e d   s k i l l s a n d   k n o w l e d g e   T h e   T h i n g s Net w o r k   -   C o mm u n i t y - b a se d ,   g l o b a l   i n i t i a t i v e   p r o v i d i n g   f r e e   L P W A N   c o v e r a g e   o v e r   L o R a   -   I n t e r a c t   i n   r e a l   t i me   t o   st r e a mi n g   u p l i n k ,   d o w n l i n k   a n d   l o w - l e v e l   p r o c e ssi n g   e v e n t s   -   T h e   F a i r   A c c e ss Po l i c y :       F o r   u p l i n k ,   a n   a v e r a g e   o f   3 0   se c o n d s/ d a y   p e r   d e v i c e     F o r   d o w n l i n k ,   a n   a v e r a g e   o f   1 0   me ssag e s/ d a y   i n c l u d i n g   t h e   A C K s   ( f o r   c o n f i r me d   u p l i n k s) .         5.   CO NCLU SI O N   T h e  n u m b er   o f   I n ter n et  o f   T h in g s   ( I o T )   a p p licatio n s   h as  in cr ea s ed   s ig n i f ica n tl y   in   r ec en t  y ea r s .   T h u s ,   t h ese   r eq u ir e  lo w - po w er   o p er atio n   a n d   lo n g - r a n g e  co m m u n icatio n   w h ic h   ar e  p r o v id ed   b y   t h e  ap p licatio n   o f   L o R a/ L o R aW A N.   T h e  co n n ec ted   d ev ices  g en er ate  b i g   d ata  w h ic h   ar e  p r o ce s s ed   b y   s y s te m   ar ch itect u r es  b ased   o n   t h e  clo u d   s er v er .   I n   t h i s   ar ticle,   w e   c o n d u cted   an   i n - d ep t h   s t u d y   s u m m ar izin g   th e  m o s t  w id el y   u s ed   I o T   clo u d   p latf o r m s   s u i tab le  f o r   t h e  L o R a  p r o to co l  r ep o r ted   o n   in   t h e  lite r atu r e  co v er in g   t h e   to p ic.   A s   a  f ir s t   s tep ,   w e   s elec ted   th e  m o s t   k n o w n   p lat f o r m s   an d   e x h a u s tiv e l y   ex p lai n ed   s o m e   r ea lized   L o R a   C lo u d   p r o j ec ts .   T h en ,   w e  p er f o r m ed   a  co m p ar is o n   b ase d   o n   s u c h   ess e n tial  m etr ic s   as  p r o to co ls ,   SDK  lan g u a g e,   co n n ec tio n ,   a n al y s i s ,   ce r tif ied   h ar d w ar e,   p r icin g ,   o f f er ed   d o m ai n s ,   a n d   ch ar ac ter i s tics   a s   w ell  a s   t h e   ad v an ta g es  a n d   d is ad v a n ta g es   o f   ea ch   p lat f o r m .   A   d etailed   s tu d y   w a s   al s o   ca r r ied   o u t  f o r   ea ch   r elate d   w o r k .   B ased   o n   b o th   co m p ar is o n s ,   w e  w er e  ab le  to   co n clu d e  th at  ea ch   o f   th e  p latf o r m s   s cr u ti n i ze d   in   th is   p ap er   h as   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l   I SS N:  2252 - 8776       C lo u d - b a s ed   p la tfo r ms fo r   Lo R a   in tern et  o f th in g s :   a   s u r ve y   ( Mo u n a   Ga s s a r a )   63   its   o w n   ad v an ta g es   a n d   d r a w b ac k s   an d   ca n   p o te n tiall y   b e  c h o s en   u s i n g   p r ec is e   m etr ics   ac co r d in g   to   t h e   n ee d s   o f   th e  tar g e t a p p licatio n .   I n   f u tu r e  w o r k ,   m o r e  f ea t u r es  s h o u ld   b e  ap p lied ,   d em o n s tr at ed   an d   an al y ze d   v ia  th e  ex p er i m e n ts   i n   s p ec if ic   ap p licatio n s   s u ch   as   w ater   p ip elin e  m o n ito r in g .   M o r eo v er ,   f r o m   t h i s   i n - d ep th   s tu d y   o f   L o R a  I o T   clo u d   p latf o r m s   a n d   o th e r s   a lr ea d y   p u b lis h ed   o r   f o r t h co m in g ,   w e  e x p ec t  to   b e  ab le  to   co n ce iv e   o u r   o w n   p latf o r m   w h i le  ta k i n g   i n to   a cc o u n t   th e   ad v a n ta g eo u s   asp ec ts   o f   e x is t in g   p lat f o r m s   wh ile  a v o id in g   th e   p o ten tial  p it f alls   o f   s u c h   a n   e n d ea v o r .   A n o t h er   i m p o r ta n t  f ac et  to   f o cu s   o n   i s   h o w   t h e  f ac to r s   o f   h ar d w ar e,   n et w o r k   p r o to co ls ,   class if ica ti o n   an d   d ec is io n   al g o r ith m s   in ter s ec t  to   f o r m   t h is   p lat f o r m .   As  w it h   o t h er   I o T   clo u d   p latf o r m s ,   it  is   n ec es s ar y   to   v al id ate  th e  p er f o r m an ce   o f   t h e  co n ce i v ed   p latf o r m   a n d   p r o v e  its   ef f icien c y .       R E F E R E NC E S   [1 ]   L o Ra A ll ian c e ,   “ L o Ra WA N sp e c i f ica ti o n ,   v 1 . 0 ” ,   2 0 1 5 .   [2 ]   S ig f o x ,   [ On li n e ].   A v a il a b le:  h tt p :/ /www . si g f o x . c o m / e n / .   [3 ]   P a rt h a   P ra ti m   Ra y ,   “ A   su rv e y   o f   Io T   c lo u d   p latf o rm s ” ,   Fu tu re   Co mp u ti n g   a n d   In f o rm a ti c s  J o u r n a l ,   v o l.   1 ,   n o .   1 - 2 ,   p p .   3 5 - 4 6 ,   2 0 1 6 .     [4 ]   ION OS  c lo u d ,   [ On l in e ] .   A v a il a b le:  h tt p s: // p r o f it b rick s.c o m .   [5 ]   S h u h a iza r  Da u d ,   T e o h   S h i  Ya n g ,   M u h a m a d   A s m i  Ro m li ,   Zah a ri  Aw a n g   A h m a d ,   No rf a d il a   M a h ro m   a n d   Ra f i k h a   A li a n a   A .   R a o f ,   “ P e rf o rm a n c e   Ev a lu a ti o n   o f   L o w   Co st  L o Ra   M o d u les   in   Io T   A p p li c a ti o n s” ,   IOP  Co n fer e n c e   S e rie s: M a ter ia ls S c ien c e   a n d   En g in e e rin g ,   v o l.   3 1 8 ,   p p .   1 - 1 1 ,   2 0 1 8 .   [6 ]   J.  P e taja jarv i,   K.  M ik h a y lo v ,   A .   Ro iv a in e n ,   T .   Ha n n in e n   a n d   M .   P e tt issa lo ,   “ On   th e   c o v e ra g e   o f   LP W A Ns :  ra n g e   e v a lu a ti o n   a n d   c h a n n e l  a t ten u a ti o n   m o d e l  f o r  L o Ra   tec h n o l o g y , ”   2 0 1 5   1 4 t h   In ter n a ti o n a l  C o n f e re n c e   o n   IT S   T e lec o mm u n ica ti o n s I T S T ,   C o p e n h a g e n ,   p p .   5 5 - 5 9 ,   2 0 1 5 .     [7 ]   L o Ra   a ll ian c e   o f f i c ial  site,  [On li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p s:// l o ra - a ll ian c e . o rg /sit e s/d e f a u lt /f il e s/2 0 1 8 - 0 4 /w h a t - is - lo ra w a n . p d f ,   A c c e ss e d   7   Ja n u a ry   2 0 2 0 .   [8 ]   J.  S o ,   D.  Kim ,   H.  Ki m ,   H.  Lee   a n d   S .   P a rk ,   “ L o Ra Clo u d :  L o R a   p latf o r m   o n   Op e n S tac k , ”   2 0 1 6   IEE E  Ne tS o f t   Co n fer e n c e   a n d   W o rk sh o p s ( Ne tS o ft ) ,   S e o u l ,   p p .   4 3 1 - 4 3 4 ,   2 0 1 6 .   [9 ]   V it o r  M a n u e l   F ialh o ,   F e rn a n d o   A z e v e d o ,   “ W irel e ss   Co m m u n i c a ti o n   Ba se d   o n   Ch irp   S ig n a ls   f o r  L o Ra   Io T   De v ice s” ,   IS EL   Aca d e mic   J o u rn a l  o f  E lec tro n ics ,   T e lec o mm u n ica t i o n s  a n d   Co m p u ter s ,   v o l.   4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 5 ,   2 0 1 8 .   [1 0 ]   M a rc o   Ca tt a n i,   Ca rlo   A lb e rto   B o a n o ,   a n d   Ka y .   Rô m e r,   “ A n   Ex p e rime n tal  Ev a lu a ti o n   o f   th e   Re li a b il it y   o f   L o Ra   L o n g - Ra n g e   L o w - P o w e r  W irele s s  Co m m u n ica ti o n , ”   J o u rn a l   o f   S e n so r  a n d   Act u a t o r  Ne two rk s ,   v o l.   6 ,   n o .   7 ,   p p .   1 - 1 9 ,   2 0 1 7 .   [1 1 ]   Ka is  M e k k ia,  Ed d y   Ba ji c a ,   F re d e ric  Ch a x e la,  F e rn a n d   M e y e rb ,   “ A  c o m p a ra ti v e   stu d y   o f   L P W AN   tec h n o l o g ies   f o r  larg e - sc a le Io T   d e p lo y m e n t, ”   ICT   Exp re ss ,   v o l.   5 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 7 ,   2 0 1 9 .   [1 2 ]   Clo u d   c o m p u ti n g ,   [ On li n e ].   A v a il a b le :  h tt p s: // e n . w ik ip e d ia.o rg /w ik i/ Clo u d _ c o m p u ti n g .   [1 3 ]   He y o n g   Wan g ,   W u   He ,   a n d   F e n g - Kw e i  Wan g ,   “ En terp rise   Clo u d   S e rv ice   A rc h it e c tu re s,”   In fo rm a ti o n   T e c h n o l o g y   a n d   M a n a g e me n t ,   v o l.   1 3 ,   p p .   4 4 5 - 4 5 4 ,   2 0 1 2 .   [1 4 ]   F o rb e s,  [ On li n e ] .   A v a il a b le :  h tt p s:/ /www . f o rb e s.c o m /sit e s/c e n tu ry li n k /2 0 1 4 / 0 2 /2 7 /w h e re s - th e - ru b - c l o u d - c o m p u ti n g s - h id d e n - c o sts/ # 4 c d 0 b d 9 9 5 f 0 0 .   [1 5 ]   T h in g S p e ak TM ,   [ On li n e ] .   A v a il a b le :  h tt p s:// th i n g sp e a k . c o m .   [1 6 ]   Op e n sta c k ,   [ On l in e ] .   A v a il a b le :  h tt p s:// w ww . o p e n sta c k . o rg .    [1 7 ]   T h e   T h in g s Ne t w o rk ,   [ On li n e ].   A v a il a b le :  h tt p s:// w ww . th e th in g sn e tw o rk . o rg /d o c s/ .   [1 8 ]   T h e th in g s,  [ On li n e ].   A v a il a b le :  h tt p s:// t h e th i n g s.io / .   [1 9 ]   Co n g d u c   P h a m ,   “ Bu il d in g   l o w - c o st  g a tew a y s  a n d   d e v ice s  f o r  o p e n   L o Ra   Io T   tes t - b e d ” ,   J o u r n a l   o f   T e st  b e d s  a n d   Res e a rc h   In fra stru c t u re s fo r t h e   De v e lo p me n t  o f  Ne tw o rk s a n d   C o mm u n it ies ,   p p .   7 0 - 8 0 ,   2 0 1 7 .   [2 0 ]   C.   P h a m ,   A .   Ra h im   a n d   P .   C o u si n ,   “ L o w - c o st,  L o n g - ra n g e   o p e n   I o T   f o r  sm a rter  ru ra l  Af rica n   v il la g e s,”   2 0 1 6   IE E E   In ter n a t io n a l  S ma rt C it ies   Co n fer e n c e   ( IS C2 ) ,   T re n to ,   p p .   1 - 6 ,   2 0 1 6 .     [2 1 ]   Co re n ti n   Du p o n t,   T o m a s  Bu re s,  M e h d i  S h e ik h a li sh a h i,   Co n g d u c   P h a m ,   A b d u r  Ra h im ,   “ L o w - Co st  Io T ,   Big   Da ta,  a n d   Clo u d   P latf o rm   f o r  De v e lo p in g   Co u n tri e s,”   Eco n o mic s  o f   Gr id s,  Clo u d s ,   S y ste ms ,   a n d   S e rv ice s  -   1 4 th   In ter n a t io n a l  C o n fer e n c e ,   GECON 2 0 1 7 ,   Biarritz,  F ra n c e ,   p p . 2 8 5 - 2 9 9 ,   2 0 1 7 .   [2 2 ]   Co n g d u c P h a m ,   [ On li n e ] .   A v a il a b le :  h tt p s:// g it h u b . c o m /Co n g d u c P h a m /L o w Co stL o Ra Gw # c o n n e c t - a - ra d io - m o d u le - to - y o u r - e n d - d e v ice .   [2 3 ]   Ku b e rn e tes ,   [ On l in e ] .   A v a il a b le :  h tt p : // k u b e r n e tes . io .   [2 4 ]   M icro so f t  A z u re ,   [ On li n e ] .   A v a il a b le :  h tt p :/ /d e is.i o .   [2 5 ]   Ke rli n k ,   [ O n li n e ].   A v a il a b le:  h tt p :/ /www . k e rli n k . f r/en /p ro d u c ts/ .   [2 6 ]   W irele ss   so l u ti o n s   b y   im st g m b h   -   sk - im 8 8 0 a ,   [ On li n e ].   A v a il a b le:  h tt p :/ /w ww . w irele ss - so lu ti o n s.d e /p ro d u c ts/l o n g - ra n g e - ra d io /sk - im 8 8 0 a .   [2 7 ]   In stru c tab les   Circu it s,  [ On li n e ] .   Av a il a b le :  h tt p s:// w ww . in stru c tab les . c o m /i d /Use - L o ra - S h ield - a n d - RP i - to - B u il d - a - L o Ra WAN - G a te wa y / .   [2 8 ]   Dra g in o   T e c h n o lo g y   Co . ,   L TD,   [ O n li n e ].   A v a il a b le :  h tt p s: // ww w . d ra g in o . c o m /p ro d u c ts/l o ra /i tem /1 0 2 - lo ra - sh ield . h tm l   [2 9 ]   G it Hu b ,   [ On li n e ].   A v a il a b le :  h tt p s:// g it h u b . c o m /t f telk a m p /sin g le_ c h a n _ p k t_ f w d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.