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技术的高压输电设备在线监测系统设计

偏远地区高压输电设备由于没有网络,在线监测数据的实时传输是实际应用中的一个难点问题。为此,文章设计了一种基于泛在物联网和LoRa技术的高压输电设备在线监测系统,其通过构建低功耗、远距离传输的LoRa无线通信自组织网络,将前端传感器采集的输电设备状态信息及其他数据传输到LoRaWAN网关,再通过5G无线网络将数据上传至后端服务器,实现在线监测系统的整体通信链路。模拟实验结果显示,与现有技术方案ZigBee、LoRa和NB-IOT相比,采用文中所设计的方案,系统传输速度（20～100 kbit/s）最快,且丢包率、传输时延和平均耗时（分别为1.6%、0.27 s和60 s）最低,表明该系统在具有较快传输速度的同时兼顾了低功耗远距离的特点,实现了数据的稳定传输,适用于偏远地区高压输电设备的在线监测。     

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LoRa无线技术的台区配用电电能物联网监测系统研究

为提高台区配用电监控过程的抗干扰能力，提出新的基于LoRa无线技术的台区配用电电能物联网监测系统。在LoRa数据采集网络架构的支持下，设置多源传感器采集台区配用电各项数据，设计WAKE的高低电平切换模块，并控制其工作状态，通过MODE的高低电平控制切换通信模块的工作模式，获得台区配用电数据后利用jzy3d大数据可视化类库实现物联网监测。在外在因素的干扰下，系统的监控数据完整性较好，RSSI值在-50 dBm以内，系统抗干扰性能得到明显提升。     

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。该系统可实时采集地下电缆温度与电流,地上监控中心实时显示监测数据和动态计算载流量,具有过载报警功能。实验结果表明,该系统实时性强、运行稳定、功耗低,具有一定的应用价值。     

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。     

防碰撞低功耗无线监测及智能居住环境

在低功耗便携式无线数据监测系统中,为解决多个监测器同时向中央服务器发送数据而产生相互干扰(碰撞)的问题,通过对系统同步机制、通信周期、中央服务器对监测器的响应时间等问题进行研究和改进,设计了一种基于呼号广播的带查询优先权功能的时分复用反碰撞模型,有效改善了系统通信的响应时间和准确性。利用超低功耗单片机内部资源解决了数据监测前置电路中的A/D转换、数字滤波、液晶显示驱动、声光报警,以及对无线收发模块的待机和工作状态转换控制,降低了系统体积和功耗。介绍了其在智能居住环境监测中的应用。     

基于无线传感网络的云故障诊断系统设计

基于无线传感网络的云诊断系统通过IEPE采集轴承工作的振动信息以模拟信号的形式输出,经过信号调理放大之后进行低通滤波,再经过A/D转换为数字信号,STM32得到数字信号之后对信号进行分析处理,得到烈度,峭度等技术指标,并将各数据信息通过LoRa无线扩频技术传输至云服务器,使上位机软件和APP显示波形和各技术指标数据,实现远程实时监控。解决以往故障诊断系统的电缆布线杂乱繁琐耗人力的问题,提高了故障诊断的布置效率和降低后期维护的成本。     

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LoRa无线技术的地震应急救援坍塌信息获取

为准确获取到地震坍塌信息,提高救援抗灾能力,提出了基于LoRa无线技术的地震应急救援坍塌信息获取方法。首先分析LoRa无线技术传输系统工作流程,考虑受灾环境多径效应,在LoRa无线系统中使用三边定位锚点,估算坍塌位置节点,得到与实际位置的距离间隔;其次选用三轴高分辨率加速度传感器作为信息获取模块,以无线振动的形式完成信息采集,建立信息获取性能评估函数,提高获取性能,并对获取到的信息幅值采用相位差值算法较正,对得到的坍塌信号频率及相位完成修正,确保可准确的得到受灾区域相关信息数值;最后通过与支持向量机对比获取到的信息数量与准确率、地震区域坍塌类型、及加入其它地形作为干扰因素进行仿真,仿真结果显示,所提方法具有更高的准确率与稳定性。     

井下无线多媒体传感器网络图像传输技术研究

本文在分析分布式视频编解码技术具有低复杂度、低存储、低能耗的特点以及无线多媒体传感器网络具有自组织性、放置灵活、移动性强等特点后;根据煤矿巷道狭长的特点,设计一种煤矿井下救灾应急通信系统,并以此系统框架为基础提出了适于井下长距离分布式图像编码传输技术和基于伙伴协助的图像传输方案:多媒体节点将采集到的图像首先进行量化处理,然后将压缩任务分布到伙伴节点,伙伴节点将压缩后的数据传输给簇首,最后由簇首转发该压缩数据至汇集节点,在地面的服务器上进行解压缩和数据融合,合成分辨率较高的图像。最后通过与传统三种基于簇的图像传输方案比较,本文提出的基于伙伴协助的视频流传输方案极大地缓解了多媒体节点的能耗压力,很好地平衡了网络节点能耗,更能有效地延长网络的生命周期。     

基于SmartMesh IP技术的无线围岩移动传感器设计

为了解决基于RS-485总线通信的围岩移动传感器在工作面回采过程中线缆容易被扯断,离层数据无法可靠、实时上传的问题,以及现有无线顶板安全监控系统节点数量少、功耗高、实用性差的问题,创新性地提出了一种采用SmartMeshIP无线通信技术的,具有低功耗、自组网特点的无线围岩移动传感器设计方案。对电池电压采集电路、数码管显示电路、光控及遥控电路、元件信号处理电路、报警电路、无线组网模块接口电路六部分硬件电路,及各部分电路低功耗实现方法、电池电量计算与选型以及传感器的软件流程进行了研究。现场应用表明,该传感器无线自组网数据传输稳定可靠,运行功耗低,能够保证在不换电池的情况下工作1年以上。该研究对煤矿安全监测智慧化发展进行了有益的探索。     

配电网自动化遥测终端隐蔽故障检测系统

为解决当前遥测终端隐蔽故障检测系统存在的实时性差、能耗高及检测准确性低等问题,提出设计一种配电网自动化遥测终端隐蔽故障检测系统。通过分析遥测终端隐蔽故障检测系统硬件框架,对电参数测量单元、无线通讯单元、时钟单元、温度采集单元及电源单元等系统硬件部分进行改进,优化开发软件部分主程序、数据采集程序及故障检测程序,完成配电网自动化遥测终端隐蔽故障检测系统的设计。实验结果表明,该系统对隐蔽故障的检测准确性高,实时性好,检测能耗低。     

爆炸场地面压力测试的Wi-Fi无线传感器网络实现

针对爆炸场地面动态压力测试,研究了基于Wi-Fi技术的无线传感器网络。设计了基于事件触发的地面测试无线传感器节点,分布式节点在系统监控和数据传输时自动连入网络,可降低功耗。通过定向微带天线和增益放大器改善地面效应对天线性能的影响,实现远距离的无线通信。爆炸现场试验结果表明:此无线传感器网络实现了2 Msps信号采集、16 Mbyte单节点数据存储,1 Mbps无线通信速率和300 m的网络覆盖。     

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。     

工业仪表无线数据采集系统的设计与实现

为方便快捷地读取现场仪表数据和查询仪表运行状况,提出了一种基于ZigBee的工业仪表无线数据采集系统设计方案。采用ZigBee技术,搭建了一套无线数据采集系统,并利用数据库技术和虚拟仪器技术对数据进行采集、存储和管理。对设计的系统作了整体功能测试以及通信距离、丢包率和误码率的测试,结果表明,设计的无线数据采集系统具有低功耗、高可靠性和稳定性等优点。