一种基于LoRaWAN的高扩频因子信道规划在智能灌溉系统中应用

为实现复杂环境的灌溉自动化远程监控和智能化管理,提高节水灌溉效率,推进农田水利建设,针对传统网关丢包率大、人力资源浪费等问题,提出一种基于“大数据+LoRa”的智能灌溉系统设计方案;通过采用终端设备侦听技术和信道扫描技术,侦听终端设备的工作环境,同时扫描出最“干净”的信道进行通信,解决高扩频因子下丢包率严重的问题。灌溉控制平台下发控制命令,最大程度实现更远的通信距离与更低的功耗,完成农田系统的监测与自动灌溉,达到节水灌溉的目的。     

智能灌溉系统的设计与实现

近年来,人们的节水思想发生巨大变化,针对灌溉这一技术的要求也越来越高。为了找寻一种智能化、易控制和不造成水资源浪费的更高效的灌溉技术,新的智能灌溉系统的设计与实现迫在眉睫。本文所计划的智能灌溉系统是基于STC89C52单片机,操纵DHT11温湿度传感器收集温度、湿度和关于植物的相关数据,将数据进行收集和处置后,按照数据对农作物进行相应的智能灌溉,以便充分发挥智能灌溉系统的作用。     

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Zigbee的智能农业灌溉系统

为克服传统粗放型农业灌溉系统浪费水资源、不能精确控制灌溉水量等问题,设计了一种基于Zigbee的智能农业灌溉系统。该系统基于Zigbee协议构建的无线传感器网络,实现土壤湿度数据的实时采集与灌溉水量的智能控制。传感器节点通过湿度传感器,将土壤湿度信息采集上报到服务器端。当传感器节点发现土壤湿度过低,自动通过继电器模块控制灌溉水阀。用户也可通过Web页面远端控制灌溉水阀,实现按需灌溉。系统实现了智能灌溉功能,提高了农业灌溉效率。     

基于IPv6和LoRa的智能门锁系统设计

目前在智能锁通信架构普遍采用WiFi、蓝牙、ZigBee等通信技术和IPv4协议,不能兼顾长距离传输和低功耗的需求,存在管理不便、安全性较低、IP地址匮乏等问题;针对这些问题,设计了一种基于IPv6和LoRa的智能门锁系统,系统由执行层、网络层、服务层和应用层四部分组成;门锁终端采用STM32L151CBU6微控器为主控制器,在云服务器上部署LoRa服务器和Java Web应用实现系统的管理和控制;测试表明,一个网关可覆盖一栋约11层楼的有效区域,一节1000 mAh电池可用1.8年,该系统拥有功耗低、通信距离长、安全性高等优点。     

基于ZigBee的智能节水灌溉系统

本文利用ZigBee无线传感器网络实时采集田间土壤温度、湿度等数据,通过GPRS无线通讯网络发送采集数据,设计出基于ZigBee的智能节水灌溉系统,实现智能灌溉。利用智能无线传感器网络技术设计的节水灌溉系统,与普通节水灌溉系统相比,降低了成本,提高了灌溉水资源的利用率。     

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。     

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。     

基于物联网的电动车智能充电系统

为了解决电动车充电管理不便、安全性低的问题,设计了一种基于物联网的充电系统。该系统智能充电节点通过RN8209模块实现对电动车充电电压、电流和功率的采集,并利用这些数据判断充电状态,异常时自动关闭。该设计不仅实现了电能的计量,而且确保了电动车充电的安全性。系统中控网关通过LoRa无线模块与多个智能充电节点通信,并通过4G模块实现了与服务器的数据交互。测试结果表明,LoRa无线能够穿透地下室,通信距离达到300m,网关与服务器通信稳定。该设计实现了对充电桩的远程监控,具有很好的应用前景。     

基于LoRa物联网的校园智能终端的设计与研究

针对校园电能管理问题,在对比分析主流无线物联网技术的基础上,选用LoRa物联网技术,规划基于LoRa物联网的校园电能管理系统框架,配置LoRa物联网平台,设计承担基础数据采集与控制的智能终端硬件系统,以及智能终端的配套程序,实现现场电量数据的采集、上传,以及上级控制命令的接收和执行,能够完成环境智能调节。     

基于LoRa的远程自动抄表系统研究与实现

针对目前人工抄表繁琐且费时费力的行业痛点,提出了一种基于LoRa的远程自动抄表系统的设计方案。方案以LoRa扩频通信为基础,采用LoRa与以太网通信相结合的方式,网络拓扑上采用扩展的星型组网,引入TDMA机制以保障数据传输的成功率。介绍了系统架构、网络拓扑、系统的软硬件平台、自定义LoRa的MAC子层以及各节点的工作流程,实现了对水、电、燃气及热力表的远程自动抄表管理。最后对系统进行测试,通过分析测试结果表明该系统方案具有覆盖范围广、数据传输成功率高、组网快速、维护简单等特点,具有广泛的应用前景。     

基于LoRa和STM32的路灯自动监控系统的研究

如今大部分地区的路灯系统还处在传统控制方式、现场人工巡检、传统电路故障排查、没有统一管理平台等阶段,从而造成了巨大的能源浪费.针对以上现状,设计了一种基于LoRa和STM32的路灯自动监控系统.系统以STM32系列的MCU为核心处理器,通过4G通信网络实现路灯与后台服务器之间的数据传输,采用L o Ra级联组网方式,设计有蓝牙接口,方便用户现场维护及参数设置.系统主要功能有路灯状态实时监测与控制、实时智能调光、地理位置检测、环境信息数据采集、故障信息实时检测与报警、电量信息实时检测与预警等.实验结果表明,该系统稳定可靠,数据采集准确,能广泛应用于路灯系统中,为社会节约电能,能有效地提高路灯科学管理水平,提升路灯所在地区的形象.     

提水式泵站农业灌溉用水全智能化计量系统研究

农业灌溉用水实现低成本智能化的计量一直是业内尚待解决的难题。针对提水式泵站,提出了电-水转换计量法,并设计了一种基于NB-IoT的农业灌溉用水全智能化计量系统。系统重要组成部分包括：基于NB-IoT的感知与计量前置终端、基于改进粒子群的电-水转化算法、基于B/S架构的后台管理系统和手机移动端APP系统。系统应用了嵌入式技术、物联网通信技术及电-水转换的算法。该系统与现有的基于流量传感器的智能监测与计量相比具有更高的性价比,目前已经在推广应用。     

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。     

基于树莓派和云平台的智能灌溉系统

针对目前农业灌溉用水浪费的情况,提出了一种以树莓派为主控器件、云平台为监控的智能灌溉系统.本文以农作物为灌溉对象,分析了模糊控制算法、树莓派4B、传感技术、HTTP协议、MySQL数据库和OneNET云平台等技术的特点,设计了一种能够根据环境状况自动灌溉的智能灌溉系统.系统的硬件部分能完成空气温湿度、土壤湿度的采集.软...     

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。     

基于物联网的智慧消防无线监测系统设计

针对传统消防系统采用布线方式,巡检信息交互滞后、信息收集管理落后等问题,设计一套基于物联网的智慧消防无线监测系统。该系统基于同步信道的LoRa自组网无线通信专有协议,融合LoRa与NB-IoT无线消防终端、中继器、无线火灾报警控制器(网关)、云平台和智慧消防集中监控平台组成。同时开发Android和IOS客户端的监控平台,实现消防监控与管理的智能化,实时获取防区设备动态,提升火情响应的效率,降低运行成本。     

基于HORNER OCS的灌溉施肥智能化控制系统

为全面提升系统对灌溉、施肥操作指令的控制精准性,设计基于HORNER OCS的灌溉施肥智能化控制系统。利用灌溉施肥过程向量,确定协同控制定义式,完成系统的协同控制能力建模。在此基础上,连接ZigBee无线模块与单片机控制芯片,通过设置灌溉传感器与施肥传感器的方式,明确指令信息在系统中的传输位置,达到精准控制操作指令的目的,再借助智能化电平转换电路,完成系统执行设备选型处理。在此应用背景中,选取HORNER OCS通讯协议,进行灌溉施肥组态节点连接,实现HORNER OCS组态软件设置,完成基于HORNER OCS的灌溉施肥智能化控制系统设计。选取番木瓜作为监测对象,分析控制数据可知,应用灌溉施肥智能化控制系统后,在灌溉、施肥控制指令的促进下,植株根系与叶片的生长速率明显加快,由此证明智能化控制系统确实具备更为精准的指令控制能力。     

基于物联网的水质监测系统的设计与实现

结合传感器、ARM、无线通信、服务器等物联网技术,设计了一套微型水质监测系统,监测被处理过的家庭废水能否进行二次利用,保证二次利用的水质能够达到城市污水再生利用标准.基于智能化、微型化的设计目标,阐述了由控制器到本地网关再到移动终端的总体设计方案;重点给出了基于水质传感器、STM32微控制器和WiFi无线模块的硬件设计与STM32软件设计思路及实现方法;制订了各部分之间的通信协议.测试结果表明,系统硬件、软件设计方案可行,运行稳定,完成了水质实时监测、进出水自动控制、二次利用水量统计以及移动端在线显示的功能.本系统实时性好、实用性强,可投入未来家庭使用,推动智慧家庭的发展,也可以应用于水产养殖厂和泳池的水环境监测.