基于LoRa的智能配电系统设计

文章基于 LoRa技术对电网智能配电系统进行设计,重点介绍系统构架、硬件选型和软件流程.测试结果表明,设计的智能配电系统应用效果良好。     

基于LoRa的应答器辅助定位系统

应答器是列车控制系统的基本信息传输设备，用于定位时精度高、可靠性强，但其核心部件射频识别（RFID）标签受国外厂商垄断，为此设计一种基于远距离无线电（LoRa）的应答器辅助定位系统。该系统以接收信号强度指示（RSSI）达到峰值作为列车查询器到达应答器位置的判断依据，并通过包络、插值的处理方法得到准确的RSSI值峰值时刻，将该时刻与里程计（ODO）的里程数据结合以实现精确定位。经实验验证，当查询器速度为15、30、60 km/h时，系统的定位精度分别为1.32、2.15、3.4 m，实验表明本文提出的定位方法可实现列车的辅助定位，为应答器国产化提供了一种可行的技术方案。     

LoRa技术在输变电工程中的应用

长距离输电时人工巡检十分困难,借助物联网技术实现传感器大规模协同工作,建设信息通信网络,可大幅度提升电网设备的监测水平.LoRa作为一种远距离低功耗传输技术,抗干扰能力强、成本低,适用于输变电线路监测.通过试验测试 LoRa系统的传输特性,验证了将其应用在输变电工程中的可行性.     

基于LoRa技术的智能电能表研究

针对目前的智能电能表的无线通信方式无法同时兼顾低功耗和远距离的问题,文中研究了基于LoRa技术的智能电能表,对电能表整体架构及各模块进行详细设计,以FM3308芯片为控制核心,以高精确度的采样电路对被计量线路的电压和电流进行采样,采用高速、多功能电能计量专用集成电路,对电压和电流采样信号进行计量,通过LoRa技术实现低功耗、远距离的通信,使用ESAM加密芯片实现加密安全,并且从硬件和软件两方面进行了抗干扰设计。文章设计实现的LoRa智能电能表同时实现了远距离传输和低功耗特性,优秀的抗干扰能力有利于实现远距离的集中抄表行为,可以大大降低中继器的布置,在降低设计要求的同时减少了成本投入,有助于推动智能电网的建设。     

LoRa传输在小水电数据采集中的应用

湖南地区的小水电多分布在偏远山区,部分电站无运营商网络信号覆盖,影响调度数据采集。本文通过引入LoRa无线传输技术,利用线性扩频调制进行中继传输,结合前向纠错技术(FEC)进行远距离、低功耗通信,并合理选择数据采集装置的电源接入方式,从而实现对无公网信号地区小水电调度信息的分钟级采样。     

基于 LoRa 的森林消防协同定位算法

为解决野外火场救援消防员定位安全问题,提出一种基于远距离无线电(LoRa) 技术的森林消防协同定位算法。针对 野外救援存在的非视距(NLOS) 问题,提出一种修正协方差矩阵的扩展卡尔曼滤波协同定位算法,利用LoRa协同网络内部移 动节点之间的测距信息辅助定位,建立系统方程并根据当前时刻的状态滤波值二次更新误差协方差修正偏离误差;其次提出 改进的动态中值滤波算法,采用动态窗口筛选处理定位扰动数据,二次优化定位轨迹曲线。仿真实验结果表明,所提算法极 大地协同了整个网络资源,在室外多NLOS, 通信质量差的环境下定位精度可达0.49 m, 为森林消防安全解救提供了一种可 靠的解决方案。     

面向环境监测的LoRa自组网网关设计

在环境监测过程中要求传感器和数据传输设备能够长时间的稳定工作，提出了一种面向环境监测的LoRa自组网网关的设计。节点子设备和网关基于STM32芯片进行开发，节点数据传输设备和网关接收设备采用LoRa模块，网关的LoRa接入模块通过自组网可实现接收多个LoRa节点数据的功能；节点传感器采用AHT10温湿度传感器和BH1750光照度传感器进行实时数据采集，每个节点板还内置三个ADC电压采样电路，可以准确检测LoRa模块及各个传感器模块的工作电压是否稳定；网关通过ESP8266模块可以连接Wi Fi，以此来建立与服务器的数据通信，同时采用MQTT协议可将各节点子设备的数据发布至服务器进行可视化显示，有利于用户对节点数据的实时监控和管理。LoRa自组网私有协议大大提高了网关的实用性、稳定性和可靠性，实验验证了该网关能够满足在工业、农业以及其他环境下的监测需求。     

基于LoRa的风电场在线式五防系统设计

分析了现有五防系统存在的离线、走空程、操作往返问题,基于LoRa无线通信技术设计了风电场在线式五防系统,针对无线组网架构、通信交互方式、通信规约、电脑钥匙就地操作实时防误方案等内容进行了详细的阐述。对在线式五防系统进行测试,并与离线式五防系统进行了对比,结果表明,该风电场在线式五防系统方案可有效解决离线式五防系统存在的相关问题,满足升压站和风机操作实时防误的要求,可提升风电场检修操作效率和安全性。     

基于LoRa的用电信息采集系统研究

目前国内的用电与配电体系中,主站与用电信息采集终端长途通信大多数用的是GSM、GPRS等通信方案,这些无线通信模式存在通信延时长、通信可靠性差等缺点,已经不能满足国家提出的智能电网、智能物联的要求。随着物联网无线通信技术迅速发展,LoRa应运而生,它具有免费选择频段、通信距离远、信号穿透性强、数据接收与发送稳定、组网灵活的特点,因此在用电信息采集体系中更受欢迎。采用工业级别的F8L10D-E-MS-N的LoRa芯片并且结合ATMEL D20设计的远程采集模块,用来实现远程通信的功能。通信模块与主站的通信采取的是面向对象的DL/T698通信协议规约,本模块创新的使用了新型的LoRa无线通信方式,并且与主控芯片之间通过USB3.0进行连接,加入NFC模块,通过NFC配合预装软件的参数配置。实验表明,该无线通信模块通信覆盖范围广、组网迅速,数据传输效率高。     

基于LoRa的无线多参数环境监测节点设计

为了提高对大气污染物违规排放的监控能力,针对传统的大气环境监测站数量少、监测范围小、成本高等不足,提出了一种以STM32F103微控制器为核心基于LoRa的无线多参数环境监测节点的设计。利用STM32F103内置基于DMA功能的ADC采集6路电化学传感器的气体浓度数据;利用串口功能实现GPS定位数据、PM2.5/PM10颗粒物浓度数据和温湿度等参数的处理;通过LoRa无线模块,将采集的数据传输至LoRa网关并在终端上进行显示。测试结果表明,监测节点可以远程实时监测6种气体浓度、PM2.5/PM10颗粒物浓度、温湿度及行程轨迹等参数,误差结果在允许的范围内。该节点结合无人机、无人车等载体平台使用,具有监测范围广、检测效率高、机动性强、成本低等优点,为环境监测提供一种新的技术手段。     

LoRa在小型水电站数据采集传输中的应用研究

针对尚未有网络覆盖的小水电站数据采集以及接入电网调度自动化系统存在的问题,本文提出了一种基于LoRa无线中继的解决方法,分析了该方法的性能、安全性和可靠性,并在实践中验证其可行性和有效性。     

基于LoRa技术的地下电缆运行环境监测系统设计

针对目前城市中地下电缆由施工引起的外力破坏事故频发的情况,提出了基于LoRa技术的地下电缆运行环境监测系统.该系统通过布置一定数量的数据采集设备对处于危险地段的地下电缆所处环境的温湿度、烟雾、振动等物理量进行实时采集,在异常情况下能就地报警,并实时将数据通过LoRa网络上传至汇集端.该系统具有布置灵活、运行周期长、实用...     

基于LoRa技术的建筑空气质量监测净化系统设计

提出了基于LoRa技术的建筑空气质量监测净化系统,通过多合一空气质量传感器收集空气质量数据,建立空气质量综合指数模型;收集用户使用设备记录,建立用户偏好模型。结合空气质量综合指数模型和用户偏好模型,通过深度学习算法实时计算出设备运行策略,并对用户反馈操作进行修正。     

基于LoRa和蓝牙的智慧医院监测网设计

因基于蓝牙和WIFI技术的监测网方案具有通信距离短、抗干扰差的缺点,提出了一种基于LoRa和蓝牙的智慧医院监测网方案;该方案以各类蓝牙无线传感器、蓝牙模块、LoRa模块、无线传感设备、数据中继器、LoRa网关为核心,采用星型结构,建立了兼顾多种采集和监测需求的监测网。介绍了系统整体组成结构、LoRa无线传感设备和数据中继器软硬件设计,实现了医院中相关数据的采集和监测,最后测试了系统的功能和性能;测试结果表明该方案具有通信距离长、抗干扰能力强的特点。     

基于加权效用函数的LoRa扩频因子和码率分配

针对大规模LoRa网络数据包到达率下降、能耗急剧增加的问题,提出了基于加权效用函数的LoRa扩频因子和码率分配方法。首先,建立扩频因子和码率对数据包到达率和能耗的耦合影响关系;然后,基于赏罚机制建立数据包到达率和能耗的效用函数,并以它们的加权值为目标函数,利用贪心算法进行扩频因子和码率联合分配;最后,通过遍历搜索的方法确定最优的权重系数。仿真结果表明,相比目前最新的CA-ADR算法,所提算法的网络平均数据包到达率提高了21.2%,网络平均能效提高165%。本文算法有效提高了LoRa网络的通信可靠性和终端设备的生命周期,在智慧城市、智慧农业等众多场景具有较高的应用价值。     

LoRa通信在工业电压暂降背景下的应用

生产制造过程中,电压暂降时有发生,其中不乏实质影响的情况,因为信息的不及时交互而产生损失。在通过分析电能质量监测装置和录波装置的数据找出了有影响的判定条件后,用LoRa通信技术将信息稳定发送到各生产车间。归纳了LoRa在工业环境应用的参数配置要点和外围设备安装选择的注意事项,对钢构及建筑密集的工业环境下的无线物联应用具有一定借鉴意义。     

基于LoRa的远程多路起爆系统的设计

针对采用传统物理连接方式的起爆装置存在结构复杂、安全性较低、功耗大、起爆能力不足等问题，研究设计一种基于LoRa的远程多路起爆系统，系统采用SEMTECH公司SX1268射频芯片的LoRa模块进行数据传输，具有功耗低、抗干扰能力强、传输距离远等优势，并分析了LoRa的低功耗工作原理与起爆装置的安全控制电路。对雷管的发火参数进行模拟分析，并开展通信距离测试实验与多路起爆测试实验。结果显示，系统可实现在500～1 500 m的水平距离区间远程遥控10台起爆装置完成储能、多路起爆、数据采集、电量泄放操作，每台起爆装置起爆能力可实现100发，起爆成功率为100%。起爆装置各通道相互独立，抗干扰能力强，安全性高。远程多路起爆系统操作简单，灵活性好，为爆破技术逐渐智能化和少人化提供了新的方案。     

基于LoRa的电缆无线测温装置设计与实现

为满足电缆测温装置对可靠性、成本等方面的需求,提出一种基于LoRa无线通信技术并结合传统热传感器的电缆测温装置.该电缆测温装置能长期、安全、有效监测电力电缆的温度变化,实现载流量评估、高温告警等功能,有效避免电缆温度过高引发的安全隐患,为电力调度提供数据参考,为电力线路安全运行提供技术保障.