基于LoRa技术的煤矿作业环境实时监测系统设计

针对煤矿作业环境安全保障需要,研究LoRa技术在煤矿作业环境实时监测中的应用。利用LoRa低功耗远距离通信技术,以云网端为系统架构,基于STM32F103ZET和SX1278处理器设计监测终端和通信基站,构建监测系统通信网络平台。通过设计私有通信协议,解决了无线信道冲突和数据有效传输的问题;发挥远距离通信优势,实现对煤矿作业环境的安全预警和管控,克服了煤矿恶劣环境下布线和安装困难的问题,提高了监测系统的可靠性、抗毁性和实用性。搭建模拟测试平台对系统进行测试。测试结果表明:该设计实现了低功耗下的远距离组网通信,通信网络平台稳定、可靠,具有灵活布设、大范围监测和远程监管的特点。LoRa技术在煤矿领域具有十分广阔的应用前景。     

基于LoRa的低功耗水产养殖水质监测系统设计

针对水产养殖无线水质监测系统通信距离短、功耗高、网络复杂的问题,提出了一种新型的水产养殖水质监测系统。将STM8L低功耗微控制器作为核心,结合LoRa调制技术自定义网络通信协议,设计了低功耗远距离的无线传感器网络节点,完成了对水产养殖水质参数的采集与传输。重点介绍了软硬件的低功耗设计,进行了系统能量消耗和通信距离的测试。实验结果表明:水质监测系统在覆盖范围和功耗上优势明显。LoRa通信技术给未来组建大规模、低功耗无线传感器网络提供了可能性,在智慧农业上有很好的推广价值。     

基于LoRa双频段网关节点的数据采集系统设计

提供完善的地质灾害监测预警系统,可以最大限度保障人民群众生命财产安全。然而,地灾监测系统安装地点环境复杂,其对数据采集(DAQ)系统具有诸多需求,包括超长距离传输、低功耗运行、多频段运行等,系统设计具有很大难度。文中以LoRa双频段网关节点为基础,进行了地灾监测的高集成度DAQ系统设计。所设计系统通过LoRa技术实现低频、高频的双频段网关节点数据传输,实现系统低功耗长时间稳定运行。以自主设计LoRa通信协议为基础,在远距离监测范围内实现抗外扰影响的稳定数据传输。该设计经济、高效、稳定,同时还集成有北斗定位等辅助功能,适用于大规模地灾监测。     

基于LoRa自组网无线传输技术实现用电信息采集系统设计

针对传统通信技术存在经济需求高、易被外界干扰、功率损耗高等问题,设计了一套非常适用的解决方案,该方案基于LoRa自组网无线传输技术,与A/D用电信息采集系统结合,组成一套很好的方案;通过LoRa扩频技术和低功耗技术来解决远距离无线通信易受到干扰和功率损耗高的问题,利用A/D用电信息采集系统解决大数据环境下传统采集方法准确率低的问题;经过仿真实验结果表明,该方案LoRa无线传输技术的远距离通信和低功耗能够实现,在大数据环境下A/D用电信息采集系统的准确率比WEB自动采集程序高达3%。     

高压开关触头温度无线监测系统

高压开关作为电力系统的重要设备,其稳定运行是保障电力网正常工作的必要条件。基于ZigBee无线传感器网络技术设计和实现了高压开关触头温度在线监测系统。设计并实现了无线测温网络、高压自具电源、PC监测软件。系统具有组网灵活、可靠性高、抗干扰能力强、低功耗、网络容量大等优点。     

基于物联网的分布式水质实时监控系统设计

针对现有水质监控系统成本高、功耗大、传输距离短等不足,本文设计了一种分布式水质在线监控系统。该系统基于LoRa技术和NB-LoT技术搭建了一种具有三层网络拓扑的系统架构,并建立通信链路传输模型与节点功耗评估模型;以此为基础采用全新一代LoRa调制解调器和具备业界更低静态电流的电源管理芯片构建硬件平台,同时设计了一种包含定时唤醒和空中唤醒的双唤醒软件机制,解决了传统水质监控系统无法同时兼顾远距离传输和低功耗运行的两难问题。通过设计合理的容错机制,消除了无线通信固有的通信误码问题对系统的影响。实地组网试验表明,终端节点电池消耗量仅为15.95mAH/天,网关节点与终端节点最远传输距离超过10km,通信误码率小于3%,且通过超时重发机制实现所有数据100%成功传输,具有较强的网络鲁棒性。     

STM32和LoRa的地下电缆在线监测系统设计

地下电缆电流大于载流量导致温度过高,容易引发故障,但受空间限制,难以监测.首先分析了电缆环境温度和载流量之间的关系,给出了动态载流量计算式,基于LoRa无线传输技术小尺寸、低功耗、低成本、远距离的优点,开发了基于STM32和LoRa的无线监测系统,给出了电缆在线监测系统原理和基于LoRa技术的链式监测系统拓扑结构.该系...     

基于LoRa的工业监测自组网系统设计

工业环境监测同工业生产安全、质量关系紧密,诸多传感监测系统正被使用于各类工业工程中,且需求缺口仍然巨大。工业监测要求传感系统具有低功耗、远距离传输、工作稳定和节点容量大的特点。针对工业应用现状,提出一种基于LoRa(Long Range)的工业监测自组网协议系统的设计。系统主控采用STM32F407芯片,同时集成了8路LoRa 模块,从而提高了网关的节点容量,具备W5500的网络接口和片外存储flash,以及预留的4G和GPS模块。系统兼备了LoRa通信的抗干扰、远距离传输、低功耗的特点,同时又支持TCP/IP网络通信和4G通信,且提供一种web上位机的操控前端,方便用户对系统进行实时的管控。系统使用一套简单的自组网协议,可满足工业监测的要求,具备很高的实际应用价值。     

风机故障监测系统中的自适应传输速率技术研究

在高速公路隧道内的机电设备运行监测过程中,远距离无线电(LoRa)通信由于使用扩频技术,在提高抗干扰能力的同时,也降低了频带利用率。在监测存在较多高频分量的风机故障时,其有限的传输带宽会限制采样频率,影响故障诊断的准确度。针对这个问题,主要研究了风机故障监测系统中的自适应传输速率技术。自适应传输速率要求根据振动烈度判断设备上的监测点是否存在异常,进而调整传输数据量,为调整传输速率提供理论支持。通过信道估计并结合传输数据量自适应选择LoRa传输速率,实现利用有限带宽资源尽可能多地传输关键信息。仿真实验表明,该系统利用最大传输速率为62.5 kbit/s的LoRa传输模块,可以监测到最高频率达2.8 kHz的风机振动信号。系统满足隧道风机故障诊断的数据要求,能够有效解决传输带宽限制采样频率的问题。     

LoRa技术在矿井无线通信中的应用分析

针对现有矿井无线通信系统在上隅角等环境恶劣、数据传输速率要求不高的区域应用效果不理想的状况,通过分析LoRa技术特点,提出了将LoRa技术应用于矿井无线通信的方案,分析了其应用架构,并讨论了LoRa技术在煤矿井下的适用场景:工作面设备运行状态数据和环境参数无线传输,矿压监测系统多种传感器数据、工作面上隅角瓦斯监测传感器数据、采空区测温传感器数据等的无线传输,矿井机电设备监测数据无线传输。     

基于LoRa的智能农业系统设计与实现

针对ZigBee网络在智能农业系统应用中存在的单跳传输距离短、多跳组网结构复杂、信号易干扰、丢包率误码率高、实用性差等缺点,提出一种基于LoRa协议智能农业系统的设计方案;该方案以LoRa网络实现系统感知层设计,基于简单的星型组网架构,构建低功耗广域物联网智能农业系统;从系统总体设计、网络架构、LoRa节点和LoRa基站软硬件设计以及通信协议等方面阐述设计关键,实现对农业生产现场环境数据采集及相关设备的远程控制,并从功能和性能两方面进行实验测试与对比;结果表明,基于LoRa的智能农业系统组网简单、覆盖面广、数据传输可靠性高、功耗低,工作周期长,非常适合在复杂的农业生产现场中推广应用。     

基于ZigBee技术高压开关柜温度在线监测系统研究

为了解决高压开关柜触头温度在线监测的实时通信、远程测控、低功耗和低成本等问题,以荧光式光纤测温传感器为基础,结合ZigBee短距离无线通信及RS485总线网络,设计一种高压开关柜温度在线监测系统。通过温度传感器分节点、ZigBee协调器节点和远程监控主站的软硬件设计,实现了温度数据的实时采集、无线传输和集中控制等功能。实测数据对比分析表明,在线监测系统实测数据的误差和温升变化率均满足高压电气设备温度监测应用需求,系统集成封装功能完备,应用效果好。     

基于LoRa自组网的电能采集系统设计与实现

为了实现用电设备运行状况的远程监测,需要对设备运行时的电能参数进行采集并上报至云平台。针对上述目的,本项目设计了一种基于LoRa自组网技术的电能采集系统,整个系统主要由数据采集节点和集中器组成。数据采集节点采用RN8209电能计量芯片实现负载电能数据的精确采集,并通过LoRa通信模块将数据发送至集中器。集中器采用了基于NB-IoT通信模块和LoRa通信模块的双模组设计,通过LoRa模块接收节点上报的数据,并通过NB-IoT模块转发至物联网云平台。本系统利用LoRa载波侦听技术设计了基于CSMA/CA的星型自组网络,实现了节点与集中器间的无线通信,适用于低成本、小规模的远程电能数据采集系统。通过实验验证,该方案的数据采集功能、LoRa自组网通信功能和NB-IoT通信功能均能够正常实现,达到了设计目标。     

一种基于EFM32LGF330F256的无线LoRa仪表设计方案

本方案介绍一种基于无线LoRa技术的低成本、低功耗的无线仪表实现方案。该方案设计充分利用硬件设计资源,实现了压力、温度的高精度采集及无线传输,可广泛应用在生产过程中各种液体和气体的介质压力、温度测量。在液晶屏上进行实时显示的同时,该方案将测量值通过LoRa技术上传至网关,从而实现对系统的远程实时监测。     

一种基于LoRa和Arduino的低成本电力监控系统

针对偏远地区小型加工厂和家庭用户的电力负荷监控,设计并实现了一种结合远距离无线电（Long Range Radio,LoRa）通信和多跳网络结构（MESH）的电力负荷监控系统。所提出的系统可依据数据源自动选择每个电表节点的功能,并根据实时监控数据在无须人工干预的条件下调整系统结构。为进一步提高系统在偏远地区下的运行可靠性,提出了备用基站的设计方案,可在基站硬件出现故障时正常运行。为降低生产成本并简化制造工艺,采用基于Arduino板的硬件设计。在室内和室外真实环境下的测试结果表明,该系统能够长期、稳定和低成本地实现偏远地区电力负荷地监控。最后提出基于大数据技术的供电政策,为延长离网电厂供电时间提供了一种新思路。     

面向智慧农业的物联网数据采集与传输终端的设计与实现

针对农业种植大棚园区的数据采集及设备控制中存在的通信距离远、控制分散、功耗要求高的特点,设计了一种使用LoRa无线通信技术的数据采集与传输终端。该终端将低功耗的LoRa局域网无线通信技术与采集控制单元结合到一起,通过LoRa自组网网络时钟同步通信协议将数据汇聚至网关,最终实现智慧农业管理平台的数据交互。经实际测试结果表明,终端的功能、功耗、通信距离、误包率、速度能够满足使用要求,可以经济高效地实现农业大棚园区的自组网数据采集与传输控制,为实现农业种植大棚智慧管理提供了可靠的基础。     

基于J2EE的输电线路在线监测管理系统的设计与实现

为保障高压输电线路的安全稳定运行,解决线路人工巡视不能及时发现安全隐患的问题,实现对高压输电线路运行状态进行远程在线监测,设计开发一套能对输电线路进行实时监测的计算机管理系统。该系统以企业级应用开发标准J2EE为基础,采用J2EE框架和JSP技术,将安装在输电设备上的传感器实时采集传回的数据进行图形化的展示和分析,并能根据相应准则对输电设备进行预警和报警,从而保证设备的安全运行。     

LoRa组网技术在胶带运输监控系统中的应用研究

针对胶带运输监控系统缺少无线数据传输通道,无法实现断线后自诊断信息上传、无线传感器接入、断线应急中继通信功能等问题,提出了一种应用于胶带运输监控系统的LoRa无线组网技术方案.针对链式组网结构比较适合胶带运输监控系统多点延伸的特点,采用了LoRa链式组网模式.根据LoRa链式组网传输模式的要求,确定了节点间的数据访问关系,将主机节点与子节点设计为一主多从的传输方式,节点根据相邻关系进行路由规划,组成单层链式网络.为满足数据传输需求,采用巡检应答式通信机制,通信过程遵循规则时序,信道通过时分进行有序利用.根据上述方案,给出了用于胶带运输监控系统的LoRa无线组网传输节点设备软硬件设计,并进行了测试,结果表明:LoRa链式组网模式传输性能可靠稳定,无线发送状态的节点功耗小于300 m W,10个节点组网传输时延为1.12 s,丢包率小于0.6%,可满足胶带运输监控系统对无线组网传输功能的需求.     

温湿度及加速度信号在线监测低功耗无线传感系统设计

提出一种用于在线监测工业设备自身振动信号和工作环境温湿度的低功耗无线传感器的模块化设计方法。该无线传感系统采用低功耗单片机MSP430F5438作为核心控制单元,由振动加速度检测模块、温湿度模块、射频通信模块、串口通信模块及供能模块构成。主要研究了采用高集成单元器件以低功耗运行的工作方式,实现振动信号和工作环境温湿度参数监测的设计方法,以及使监测系统满足低功耗和性能监测要求的系统的各个模块的工作模式（包括时序）和电源管理模式。使监测节点在满足在线完成实时监测以及信号传输等性能要求的基础上,降低系统功耗延长系统节点采用电池供电的寿命要求。     

基于LoRa的电气设备温湿度监测终端设计

针对目前电力设备监测通信方式存在的传输距离短、网络复杂的缺陷,提出了一种基于LoRa的电气设备温湿度监测终端的设计方案.给出了系统的总体构架;设计了系统的LoRa传感终端,在实验室环境下对其进行了通信测试;进行了低功耗的设计和测试,测试结果显示:所设计的终端设备休眠电流低至1.4 μA,平均工作电流0.070 mA,特别适合电池供电.系统具有传输距离远,功耗低的优势.