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技术的可燃气体监测系统设计

针对目前可燃气体监测系统存在的通信传输距离短和功耗高的问题,提出了一种基于LoRa技术的可燃气体监测系统设计方案,给出了系统的总体设计以及详细的系统硬件组成和原型,软件系统由Keil软件编译实现。基于FM33LG048设计的无线传感器采集现场气体浓度,通过SX1278无线射频模块与LoRa控制器通信;以高性能,低功耗S...     

基于LoRa技术的通用型环境监测节点低功耗设计

针对环境监测无线传感器网络节点兼容性不足、电池容量有限等问题,本文设计了一种基于LoRa技术的多传感器兼容型低功耗监测节点。节点底层提供丰富接口以及标准化封装,并采用结构体存储传感器操作信息、链表记录可读取的传感器,使节点兼容多种传感器,解决传感器适配问题。采用STM32L系列单片机和LoRa模块搭建硬件平台,提出一种应用于LoRaWAN的自适应功耗算法,通过合理配置各模块休眠状态、优化LoRa发送功耗和空传速度等方法,有效延长了节点寿命。实验结果表明,该节点具有良好的可扩展性和低功耗特性。本文的研究可为无线传感器网络节点在智慧农业、智慧城市等领域的推广应用提供一定的理论方法和技术支持。     

列车出入库自动识别系统设计

为了实现列车出入库信息的自动记录,设计了一套基于物联网技术的列车出入库自动识别系统,包括智能传感器节点、网关、服务器及客户端。智能传感器节点自带大容量电池,采用超声波传感器识别列车出入库,使用RFID技术获取列车信息,通过LoRa通信的方式将数据经LoRa网关发送到LoRa通信服务器,LoRa通信服务器再将数据转发至数据库服务器。智能传感器节点与LoRa网关之间采用LoRaWAN协议,LoRa网关与LoRa通信服务器之间采用MQTT协议,LoRa通信服务器与数据库服务器之间使用WebService方式传递消息。客户端通过B/S方式访问列车出入库的历史信息和实时信息。实际应用效果表明,系统具有功耗低、自动识别、运行稳定等特点。     

LoRa 无线数据传输模块的设计与实现

针对现有无线数据传输模块功耗高、传输距离短、可靠性低的缺陷,该文提出了一种新型的基于 LoRa 技术的无线数据传输模块。该模块以 SX1276 为射频芯片,采用低功耗微处理器 STM8L151为主芯片并移植了 Contiki 嵌入式操作系统。该文详细介绍了数据传输模块的硬件设计、软件设计并测 试了模块的主要性能。测试结果表明,该数据传输模块具有功耗低、传输距离远、可靠性高等优点,适用于无线抄表、环境监测等系统中。     

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.     

基于LoRa的远程监测系统设计

针对传统远程监测系统功耗大、可扩展性弱的问题,设计了一种基于LoRa的远程监测系统。在该系统中,基于STM32设计的传感器节点可对周边环境信息进行采集,然后将采集的数据通过SX1278射频芯片发送到网关节点。网关作为中继,通过通用分组无线业务(GPRS)模块将接收到的数据按照一定格式发送至服务器端。为解决网络拥塞问题,网关与传感器节点间的通信在LoRaWAN规范基础上采用了ADCMAC规范来平衡能源功耗和网络性能。实验测试表明:系统运行稳定,具有低功耗、可扩展性强等特点。     

基于LoRa无线通信技术的智能水表系统

为了解决人工抄表数据可靠性不高、抄表不便捷、用户缴费困难等一系列问题,现提出一种基于LoRa调制技术的无线智能水表系统的设计方案：该方案以LoRa调制技术为核心,采用星型、链型网络进行自组织网络设计,构建了通信距离远、功耗低、可抵抗多种干扰源等复杂网络环境下的智能水表系统。在论述系统的过程中重点阐述了智能系统的软硬件设计方案和应用层自定义网络协议,以及智能水表数据采集和远程管理的软件设计方法,在方案设计的最后进行了系统测试分析,测试结果表明了基于LoRa的智能水表系统在通信距离和功耗上具有明显优势。这些优势给LoRa无线通信技术未来构建大规模自组织网络提供了可能,在远程抄表领域该智能水表系统有着广泛的应用前景。     

基于LoRa无线通信的工业机器人远程监控系统设计

目前设计的工业机器人远程监控系统存在抗干扰能力差、功耗过高的问题。基于LoRa无线通信设计了一种新的工业机器人远程监控系统,系统硬件主要设计了主控芯片、工业机器人接口、电源电路和位移传感器四部分。主控芯片为SX1265/7/8型号射频芯片,选用STM32F1103C8T6型号MCU主控芯片作为LoRa无线通信的组网处理硬件,根据MCU主控芯片性能建立信号链,采用SPI接口使SX1276无线收发装置和单片机设备的接口关联,利用锂电池作为电源电路,通过AME8800AEETL稳压芯片稳定锂电池电源电压,使用WXY31拉线式位移传感器实现传感。引入LoRa无线通信技术,建立LoRa无线通信信号储存时序,接收采集平台下发监控指令,更新显示屏上的机器人工作状态,实现远程监控软件操作。实验结果表明,设计的基于LoRa无线通信的工业机器人远程监控系统抗干扰能力得到有效加强,功耗明显降低。     

基于LoRa的智能抄表系统设计与实现

针对ZigBee在无线抄表网络中通信距离短、网络路由复杂、抗干扰能力弱的缺点,提出了一种基于LoRa的无线智能抄表系统的设计方案;该方案以SX1278的LoRa调制技术为核心,采用星型、链型网络进行自组网络设计,构建了通信距离远、可抵抗多种干扰源等复杂网络环境下的智能抄表系统;介绍了系统网络拓扑结构、LoRa节点软硬件和应用层自定义通信协议的设计过程,实现了对智能电表的能耗数据采集和远程管理,最后对系统进行了测试分析;实验结果表明,该方案具有通信距离远、功耗低、组网便捷、实时性好的特点,有着广泛的应用前景。     

基于LoRa技术的温室农作物自动化培育系统设计

针对现存农业物联网采用ZigBee、Bluetooth等技术面临通信距离短、功耗高的问题,提出基于LoRa无线通信技术的监控、培育系统。该自动培育系统由传感器节点采集、监控、调节施肥模块组成,同时通过对节点入网流程和集中器传输信息的路径探测的设计,使得上位机能通过透传云对农田环境进行有效监测。该系统成本低、适用范围广、实用性能强,在实时监控农作物生长环境的同时以施肥形式培育农作物,能够有效提高生产效率。测试结果证明,该系统具有较高可靠性。     

基于SimpliciTI协议的无线传感器网络设计

针对GPRS、ZigBee、WiFi等国际标准无线传感器网络通信协议价格高、对硬件要求高等问题,提出采用适用于小型射频网络的低功耗SimpliciTI协议设计无线传感器网络的方案。首先介绍了SimpliciTI协议的基本原理;然后给出了一种采用CC2500射频收发芯片和MSP430超低功耗微处理器芯片的无线传感器节点的电路设计方案,并介绍了基于SimpliciTI协议的无线传感器网络的组网及通信过程;最后介绍了基于距离的无线传感器网络定位算法,并针对常用的多边定位算法误差较大的问题,提出了一种改进的定位算法,即通过实际距离和估算距离的误差平方最小化来计算节点坐标的误差修正值,并采用二维双曲线算法修正未知节点的初始定位坐标,从而提高定位精度。     

基于LoRa的农田信息无线采集方案设计

针对传统的农业WSN存在距离近、功耗高的问题,提出一种基于LoRa技术的农田信息无线采集系统。通过分析无线网络构成,给出了网络参数的设计原则,优化网络结构、降低组网难度、提高组网效率。选择以STM32L053处理器、SX1276无线芯片和SHT11温湿度传感器组成精简的低功耗节点硬件电路。设计了低功耗、低碰撞的星型无线网络结构,该系统采用分时方法周期性地对传感器数据进行采集和发送。通过实验分析了节点的功耗,时隙长度的选择,对包接收率和接收信号强度指示(RSSI,received signal strength indication)的关系进行研究。结果表明该系统具有通用性强、功耗低、距离远、组网便捷、稳定可靠等特点,能够满足农田信息采集的应用需求。     

基于多目标遗传算法的LoRa参数匹配优化

从工程应用角度出发,需要LoRa无线传输系统兼备系统功耗低、传输距离短、系统稳定性好的特点,优化设计匹配参数是提高LoRa传输性能的重要途径。以LoRa无线通信的能耗最低、最远传输距离最大以及系统的鲁棒性最强为优化目标,以SF、BW、CR等参数的有效取值为约束条件,采用线性加权的方法将多目标优化问题转换为单目标问题,求出最优解。仿真和实际测试结果表明,遗传算法应用于LoRa的参数匹配具有可行性和有效性。     

基于LoRa无线传输的水质监测系统

为解决目前我国水质监测存在的监测站点少, 通信费用高, 功耗大等问题, 本文构建了基于LoRa无线传输技术的水质监测系统. 该系统由数据采集终端、无线通信电路和远程控制中心3部分组成, 应用嵌入式技术和FreeRTOS系统完成传感器任务调度和数据采集, 通过无线通信电路使用LoRa技术发送至远程控制中心并在上位机软件中进行显示. 上位机软件使用Qt实现, 可实时监测到传感器状态以及监测点的定位信息. 测试结果表明, pH等5种数据的变异系数小于5%, 温度也仅为8.76%, 表明可稳定持续在一段时间内监测灞河水质. 本系统具有成本低, 可扩展性强, 集成度高等优点, 可用于污水监测和水产养殖等水域环境, 具有良好的应用前景.     

基于LoRa的智能灌溉系统设计

针对传统人工灌溉所带来的水资源利用率低、人力资源浪费等问题,提出了一种基于LoRa的智能灌溉系统设计方案。LoRa是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案,最大程度地实现更远的通信距离与更低功耗。通过设计基于LoRa通信技术的光照强度,空气温、湿度以及土壤湿度等信息的采集单元,通信网关,结合水阀控制单元以及智能管理PC端灌溉控制平台软件设计,实现自动或手动灌溉模式。实验数据表明,所设计的灌溉系统灌溉方式灵活多样,智能高效,实用性强,满足系统需要,可以实现灌溉作业的精细化管理。     

基于WSNs的医院环境监测系统设计

针对传统医院环境监测系统现场布线难、设备移动性差、测量精度不高的问题,提出了一种基于无线传感器网络( WSNs)技术的医院环境监测系统,并详细介绍了该系统的结构、通信机制及软件实现流程.系统由无线传感器节点依据无线通信机制形成WSNs.在分析影响WSNs能耗的主要因素和现有节能技术基础上,提出了一种基于能量均衡的数据可靠传输算法,即动态能量管理分簇算法( DPMCA),该算法把DPM技术和CA有效结合,有效解决了传统医院环境监测系统中存在的问题.     

双频无线传感器网络节点硬件结构设计

对无线传感器网络节点进行了研究,提出2.4GHz、433MHz双频传感器节点的硬件结构设计,双频无线传感器节点既可工作于2.4GHz基于ZigBee协议进行短距离、低功耗通讯,也可工作于433MHz利用射频功放电路进行远距离通讯,可按不同的无线通讯协议和网络体系结构来构建无线传感器网络,为该领域的研究提供了优异的实验平台.