NB-IoT物联网技术在智慧消防中的应用

城市消防实践中面临着一些实际问题，包括故障报警处理不及时、消防设备管理维护难等问题，物联网技术的发展，以及NB-IoT商业化的日益成熟，为解决这些问题提供了新的思路和方法，可以实现对消防设备以及火灾隐患场所的实时感知。本文探讨了物联网技术在消防领域的技术选型，以及接入协议的选择，并在降低物联网设备运行功耗方面给出了一些实践方法。     

基于LoRa的长距离室内定位的研究

现有的室内定位技术在定位精度、距离以及抗干扰能力方面都各有优缺点。借助低功耗、超长距离无线通信技术LoRa(Long Range),对长距离室内定位方法进行研究。将LoRa在短距离室内区域中的定位结果与Wi-Fi进行比较,验证基于LoRa的室内定位的可行性。详细分析以宽阔的矩形室内区域和狭长的矩形室内区域为实验场景的定位结果。同时对产生的偏差给出可能原因和减小偏差的方法。在基于SX1276芯片进行的三次实验结果可以看出,LoRa在通信距离以及抗干扰能力上有较明显的优势,可作为长距离室内位置服务的解决方案。     

基于mMTC技术在智慧电网分布式能源调控的应用

智慧电网在智慧城市占据核心地位,分布式能源更是智慧电网发展的主要构成.为了保证分布式能源发电与用户用电的安全性以及可靠性,构建一套完整的分布式能源监控网络已成为必然,而传统无线通信技术无法满足海量通信以及远距离传输的需求,此时迫切需要采用另一种安全可信、接入灵活、可实现双向实时交互的通信方式来承载大规模监控设备的接入.由于5G应用场景之一的mMTC拥有更高的频谱效率和海量连通性,因此文章探讨mMTC技术在智慧电网分布式能源调控中的应用,利用该技术支持大规模连接、低功耗及远距离传输的特点,弥补传统技术在连接数量上的不足,破除传统技术在传输距离上的局限,保证了数据传输过程的稳定性,同时为智慧电网中设备检测、信息采集和计量自动化等重要环节,提供了全新智慧电网与物联网技术融合的解决方案.     

基于LoRa技术和GPU加速的台区拓扑辨识方法

传统的台区拓扑辨识方法精确度低,易受干扰,效率低下。针对这一问题,本文提出了一种基于LoRa技术和GPU加速的台区拓扑辨识方法,旨在利用LoRa通讯技术、高性能计算技术以及大数据方法,对于大规模安装的智能电表的数据进行获取和分析,有效辨识台户之间的对应关系。文中采用了基于LoRa技术及“多采统传”协议压缩技术的海量高密度数据获取的方法,有效加强了数据的快速获取。同时,利用GPU并行加速的灰色关联分析法实现数据分析,有效提高了算法效率。算例测试表明,本文的台区拓扑辨识方法准确度高、计算效率高,具有工程应用的价值和潜力。     

基于LoRa技术的云平台楼宇火警监测系统设计

为了解决传统楼宇火警监测系统布线复杂、传输距离短、智能化程度低等问题,结合物联网技术,设计一种基于LoRa技术的云平台楼宇火警监测系统。该系统利用LoRa技术构建无线传感网络,实现监测信息的远距离传输,包含一个汇聚节点和多个终端节点。终端节点通过多种传感器对环境信息进行监测,汇聚节点接收所有终端节点的数据,并经由EC20 4G通信模块上传至云平台。系统测试结果表明,该云平台能够实时准确地展示环境数据,异常时终端节点和云端均能及时告警,具有覆盖范围广、功耗低、成本低以及部署方便等优点。     

单片机与LoRa通信模块的电气火灾探测器设计

本文设计了一套基于单片机与LoRa组合式电气火灾探测器。探测器设计了电压采集调理电路、电流采集调理电路、剩余电流采集调理电路及温度采集调理电路,检测线路中的三相电压、三相电流、剩余电流及温度等电参量与温度参量,若线路存在过欠电压、短路、开路、漏电及温度异常等电气故障,现场立即发出声光报警且显示其故障信息,并通过LoRa无线通信模块将实时信息上传到云服务平台。故障信息通过电脑与手机及时推送给用户,用户对其进行远程监管与控制。测试结果表明,基于单片机与LoRa的组合式电气火灾探测器反应灵敏、稳定性好,可在大型建筑商业住宅场所广泛使用。     

基于TDMA的LoRa通信网络设计

针对LoRa通信技术具有长距离传输和抗干扰能力强但只支持半双工通信的特点,提出一种基于TDMA的通信组网方法。该方法通过划分信道和时隙可在同一个信道下容纳多个通信设备,在信道资源有限的情况下可充分利用信道。基于LoRa的UE设备以星型组网的方式接入基于LoRa的中心基站,中心基站可以控制接入的设备以及对信道时隙管理,加上适当的网关还可以接入互联网。为提高信道时隙的利用率以及手持UE人员的活动范围,采用随机接入中心基站的方法。根据该通信组网方式的特性,设计出对应的上下行通信协议和对UE添加唯一标号,这很好地解决了接入基站过程中的竞争冲突。实验测试表明基于TDMA的LoRa组网能随机接入中心基站扩大使用人员的活动范围,并提高信道利用率。     

基于LoRa的智能图书馆座位管理系统设计与实现

针对当前图书馆在采取传统无人管理座位模式时,出现的座位有效使用率低,占座情况频发等突出问题,提出一种基于LoRa协议的智能图书馆座位管理系统的设计方案。该系统的感知层部署座位管理节点,LoRa网络采用星型拓扑结构,构建低功耗广域物联网智能图书馆座位管理系统。从系统总体设计、系统网络架构设计、系统功能设计、LoRa座位管理节点与LoRa基站软硬件设计以及通信协议设计等方面详细论述设计要点,并且对系统进行了功能及性能两方面的测试,结果表明,基于LoRa的智能图书馆座位管理系统相比传统的无人管理座位模式,座位有效使用率更高,读者寻找座位时间明显缩短,占座情况也得到改善,非常适合在图书馆的座位管理中推广应用。     

无线低功耗安全监测采集系统设计与研究

为了解决安全监测工程中存在的现场测点位置分散、工况区域危险、设备有线通信和供电难以保证、振弦仪器数据不稳定等问题,采用LoRa通信、协处理器和谱分析技术,研发了无线低功耗安全监测采集系统。该系统由低功耗采集单元、数据集中器和设备连接平台组成,实现了自动化采集单元低功耗运行和数据实时无线传输的功能。通过丹江口大坝自动化监测与人工观测的数据对比可知,无线低功耗安全监测采集系统准确性、完整性都与人工采集方式无明显差异,且数据频次和及时性都高于人工采集方式。该采集系统解决了工程建设施工期边坡土石坝等工程安全监测自动化实施难题,并且已经在一大批大型水利水电工程中获得了成功应用,具有很好的应用价值和推广前景。     

物联网燃气表系统的设计与实现

针对现有远程抄表系统的不足,结合计算机及通信领域的最新科技成果,提出了一种基于LoRa(Long Range)和GPRS(General Packet Radio Service)相结合的网络化远程抄表系统。其无线智能燃气表终端采用超低功耗微处理器MSP430进行智能化设计,完成气表数据采集与处理;采用LoRa技术进行测控组网;集中器和管理中心通过GPRS无线通信网络实现数据的远程交互。最后,给出了抄表系统的可靠性解决方案。实验结果表明,该系统比传统的远程抄表系统能耗低,且更快捷、可靠、方便,可广泛应用于无线远程抄表领域。