LoRa技术

摘要： 针对传统短距无线传输技术无法在农业领域内大范围使用的问题,设计了一个基于LoRa标准的物联网节点方案,据此开发出的节点具有传输距离特别远的特点。在该方案中,单片机负责采集温度、湿度、光照强度等物理量,然后通过LoRa模块发送至远端网关。首先设计了节点的硬件原理图和PCB图;然后改进了单片机的流程图及LoRa模块的配置步骤;最后,该物联网节点在某农场内进行了现场测试。实验结果表明,该节点的通信距离在500m以内,实现了有效的长距离传输,特别适合农业中的各种应用。

摘要： 在半导体厂房特殊环境中,常见的环境监测系统在组网上存在布线不合理的问题,导致系统在遭遇大量障碍物时信号幅度被衰减,信号穿透性比较差。针对这一问题,提出基于LoRa技术的半导体厂房环境实时监测系统设计。在硬件设计上,利用LoRa技术原有的硬件结构中接入射频模块,在厂房内配置温湿度传感器、PM2.5传感器,设计监测终端采集环境传感器数据,在射频模块的支持下实现无线传输;在软件设计上,从工作频率、传输类型、协议参数上设计LoRa协议栈,并配置载波频率,实现监测指令的传输,同时设计随机数序列,用于保证传输过程中的监测数据安全。实验结果表明,设计的基于LoRa技术的环境监测系统面对大量障碍物时信号强度高,监测节点剩余能量均方差小,信号穿透性更强。

摘要： 为有效探究作物的品质与其生长环境的关系,并对温室内的作物生长环境进行精准监测与管理,文中设计了一种基于物联网、嵌入式技术、LoRa技术、可视化技术的温室环境测控系统。该系统采用LoRa低功耗物联网技术配合Raspberry Pi微处理器、RAK2245网关、RAK5205节点、PLC等,来实现对温室作物生长环境的测控。使用Python与C#编写系统与管理平台程序,采用多传感器融合算法对环境数据进行处理,实现对环境信息监测的可视化。针对温室的工作环境,综合考虑了文中系统的成本、可靠性、扩展性等。结果表明,文中设计系统的节点线程数维持在1500以下,通信距离在600 m以内时,节点请求失败率为3.41%,数据的传输误差为8.3%。说明文中系统可以准确并稳定地获取温室内环境的数据,并在平台端或手机APP上对温室设备进行精准操控,为研究作物生长模型提供了方便。

摘要： 以高炉出铁口冷却壁为研究对象,设计了一种基于远距离无线通信(LoRa)技术的水温差监测系统。该系统采用一种改进式比率电桥电路,其中温度传感器为PT1000,其测量精度能达到0.01°C,并且将低功耗的LoRa技术作为系统的通信方式,通过RS-485总线将温度数据传输给上位机,记录实时的水温差。最后在某钢厂复杂的环境下,验证了本方案能准确监测冷却壁进出口水温差,对后期分析高炉侵蚀状态具有良好的工程前景。

摘要： 在推动航道业务智能化发展的过程中,需依托先进通信技术解决航标实时监测问题。在把握智能航标监管需求的基础上,提出采用LoRa技术完成智能航标监管系统设计,通过嵌入式定位装置和传感器完成航标相关数据采集,并通过LoRa网关和移动通信网络完成数据传递,经后台监控系统处理后实施科学监管,为提高航道智能化管理水平提供有力技术支撑。

摘要： 针对传统电梯监测系统成本高、改造和安装复杂的问题,设计了一种基于LoRa和STM32的电梯监测系统。系统使用STM32芯片,通过外设采集电梯压强和加速度数据,使用LoRa技术将采集到的数据使用SX1278射频芯片发送到接收端。利用测量的气压值计算出电梯高度,再通过卡尔曼滤波算法对电梯高度和加速度数据进行融合,准确地计算出电梯运行的楼层和运行状态。加速度传感器采集到的加速度数据可以检测出电梯运行状态和异常晃动情况。实验研究表明:该系统检测误差在±40 cm范围内,可以准确显示电梯所处的楼层以及运动状态。

摘要： 针对山体滑坡灾害监测系统存在的功耗高、环境适应性差、大范围数据通信困难等问题,文中结合物联网技术和嵌入式技术,提出一种基于LoRa技术的滑坡监测系统。该系统使用SX1278射频芯片设置LoRa收发器,配合STM32L071RBT6微处理器构建终端节点和网关节点,并完成无线传感器自组网及对滑坡灾害监测数据的实时采集、传输。软件采用嵌入式实时多线程操作系统来实现多任务调度机制,可保证系统的并发式多参数采集并有效控制系统功耗;后台上位机软件可实现对所有监测数据的实时显示、历史查询、数据分析和决策控制等功能,用户支持PC机网页端或手机客户端访问。经野外测试得出,文中系统具有功耗低、自组网、通信稳定可靠及传输距离远等技术特点,可以有效满足野外恶劣环境下山体滑坡监测的需求。

摘要： 针对日益严重的城市内涝状况,设计了一种基于LoRa的城市内涝监测预警系统,以传感器和LoRa无线通信网络为核心,将采集到的水雨情数据通过LoRa通信模块上传至网关,网关汇集数据后通过GPRS传输到中心站,构建了一套低功耗、低成本,灵活组网而且远距离通信的城市内涝监测预警系统。该系统解决传统城市水雨情监测数据通信能力差与无法泛组网的问题,提高城市排水和应急处置效率,减少人民群众伤亡和财产损失。

摘要： 冷链环境监测对于维持易腐果品品质安全至关重要,乙烯是关键监测要素之一。然而,现有果品冷链乙烯监测设备较少考虑与温湿度之间互作作用,影响监测精度和应用效果。该研究提出了一种基于ELM神经网络的乙烯监测校准模型并在多要素监测设备中验证。首先,以乙烯电化学传感器固有电压信号为基础,综合考虑温湿度变化影响,构建ELM神经网络乙烯监测校准模型,实现乙烯监测自适应校准;其次,以乙烯校准模型为核心,集成相关传感器、微控制器等模块,引入LoRa技术,开发果品冷链环境多要素监测设备;最后,以监测设备为载体,进行ELM模型离线测试和实际场景多要素监测性能验证。结果表明,该模型乙烯校准均方根误差达0.30μL/L,平均训练耗时0.0625 s,有效提高了动态环境下乙烯自适应监测性能;同时,该设备在冷链实际多要素环境中温度、相对湿度、乙烯浓度监测均方根误差达0.46°C,1.65%,1.11μL/L,可以满足果品冷链环境多要素监测精度需求。研究成果对于精准控制冷链环境、准确预测果品品质有指导意义。

摘要： 学校由于其人群密集的特点,很大程度上有着直接应用智能水电表的先决条件,在校园之中应用智能水电表,不仅节省人力物力开支,也提高安全性。本文将对于智能水电表在学校工程之中的应用进行简要的阐述,对于当前学校应用的智能水电表的应用原理进行相应的阐述,对于智能水电表达到的效果与特点进行分析,阐述智能水电表在学校工程之中的优越性。

摘要： 为了实现复杂环境的灌溉自动化远程监控和智能化管理,利用基于LoRa的低功耗广域物联网(LPWAN)技术和改进的超低功耗监控技术,设计了基于人工智能技术的智能灌溉系统,包括终端监控设备、网关和网络监控系统.试验表明,该系统在实际项目运行中可靠性高,安装运营成本低,界面友好,操作简单,能够根据实际灌溉情况做出智能灌溉决策并执行.

摘要： 为了实现复杂环境的灌溉自动化远程监控和智能化管理,利用基于LoRa的低功耗广域物联网(LPWAN)技术和改进的超低功耗监控技术,设计了基于人工智能技术的智能灌溉系统,包括终端监控设备、网关和网络监控系统.试验表明,该系统在实际项目运行中可靠性高,安装运营成本低,界面友好,操作简单,能够根据实际灌溉情况做出智能灌溉决策并执行.

摘要： 为了实现复杂环境的灌溉自动化远程监控和智能化管理,利用基于LoRa的低功耗广域物联网(LPWAN)技术和改进的超低功耗监控技术,设计了基于人工智能技术的智能灌溉系统,包括终端监控设备、网关和网络监控系统.试验表明,该系统在实际项目运行中可靠性高,安装运营成本低,界面友好,操作简单,能够根据实际灌溉情况做出智能灌溉决策并执行.

摘要： 为了实现复杂环境的灌溉自动化远程监控和智能化管理,利用基于LoRa的低功耗广域物联网(LPWAN)技术和改进的超低功耗监控技术,设计了基于人工智能技术的智能灌溉系统,包括终端监控设备、网关和网络监控系统.试验表明,该系统在实际项目运行中可靠性高,安装运营成本低,界面友好,操作简单,能够根据实际灌溉情况做出智能灌溉决策并执行.

摘要： 为了实现复杂环境的灌溉自动化远程监控和智能化管理,利用基于LoRa的低功耗广域物联网(LPWAN)技术和改进的超低功耗监控技术,设计了基于人工智能技术的智能灌溉系统,包括终端监控设备、网关和网络监控系统.试验表明,该系统在实际项目运行中可靠性高,安装运营成本低,界面友好,操作简单,能够根据实际灌溉情况做出智能灌溉决策并执行.

摘要： 目前国内水情监测系统通信传输一般采用GSM/GPRS、超短波电台和卫星通信等,短距离传输采用RS232/485及4-20mA电流、光纤等有线方式,为了能进一步提高短距离传输的便捷性和可靠性,形成标准化设备入网组网,本项目运用近两年开始逐渐成熟的LORA技术进行技术验证,并详细说明其使用方法和优缺点,对照水情监测系统各类设备进行改进,形成了一种自组网,性能可靠的短距离水情信息传输技术的应用方法.

摘要： 目前国内水情监测系统通信传输一般采用GSM/GPRS、超短波电台和卫星通信等,短距离传输采用RS232/485及4-20mA电流、光纤等有线方式,为了能进一步提高短距离传输的便捷性和可靠性,形成标准化设备入网组网,本项目运用近两年开始逐渐成熟的LORA技术进行技术验证,并详细说明其使用方法和优缺点,对照水情监测系统各类设备进行改进,形成了一种自组网,性能可靠的短距离水情信息传输技术的应用方法.

摘要： 目前国内水情监测系统通信传输一般采用GSM/GPRS、超短波电台和卫星通信等,短距离传输采用RS232/485及4-20mA电流、光纤等有线方式,为了能进一步提高短距离传输的便捷性和可靠性,形成标准化设备入网组网,本项目运用近两年开始逐渐成熟的LORA技术进行技术验证,并详细说明其使用方法和优缺点,对照水情监测系统各类设备进行改进,形成了一种自组网,性能可靠的短距离水情信息传输技术的应用方法.

摘要： 目前国内水情监测系统通信传输一般采用GSM/GPRS、超短波电台和卫星通信等,短距离传输采用RS232/485及4-20mA电流、光纤等有线方式,为了能进一步提高短距离传输的便捷性和可靠性,形成标准化设备入网组网,本项目运用近两年开始逐渐成熟的LORA技术进行技术验证,并详细说明其使用方法和优缺点,对照水情监测系统各类设备进行改进,形成了一种自组网,性能可靠的短距离水情信息传输技术的应用方法.

摘要： 目前国内水情监测系统通信传输一般采用GSM/GPRS、超短波电台和卫星通信等,短距离传输采用RS232/485及4-20mA电流、光纤等有线方式,为了能进一步提高短距离传输的便捷性和可靠性,形成标准化设备入网组网,本项目运用近两年开始逐渐成熟的LORA技术进行技术验证,并详细说明其使用方法和优缺点,对照水情监测系统各类设备进行改进,形成了一种自组网,性能可靠的短距离水情信息传输技术的应用方法.

摘要： 本发明公开了一种提高LoRa下行实时性的方法、LoRa网关、LoRa终端以及存储介质，方法包括：网关在终端入网时，获取终端提供的对下行数据的下行实时性需求；从预定范围的时隙中选取与所述终端的下行实时性需求相匹配的时隙作为随机时隙分配给终端，以告知终端在分配的随机时隙开启信道检测模式，其中，预定范围的时隙为上行区间中的部分或者全部时隙的集合；当有数据下行给所述终端时，可在分配给终端的随机时隙内下行数据给所述终端。由于终端只需在分配的随即时隙定时切换信道检测模式检测是否有下行数据，如此能按需满足不同终端对于下行数据的实时性要求，同时由于按约定的随机时隙下发，可以降低终端功耗并减少数据的碰撞，提高系统吞吐量。

摘要： 本发明公开了一种LoRa通信方法、LoRa网关、LoRa系统、计算机可读存储介质，方法包括：当网关产生下行数据时，根据下行数据所对应的设备类型、数据的实时性要求将所产生的数据放入不同的数据缓存中，设备类型包括仅接收数据的第一类设备、上行后需要等待回复的第二类设备；当接收到属于第二类设备的某终端上行的数据时，若终端对应的缓存中存在数据，则将存在的数据取出后放入发送缓存中；当进入下行周期时，按照数据实时性要求对应的优先级顺序从第一类设备的缓存中取出数据后放入发送缓存中直至发送缓存放满，将发送缓存的数据取出后发送出去，本发明可以保证数据的发送符合其实时性要求，能够降低数据的延迟，防止数据拥塞，提高网络可用性、吞吐量。

摘要： 公开了一种LoRa数据传输方法、LoRa网关、LoRa节点以及LoRa网络。LoRa网关包括第一射频芯片和第二射频芯片，第一射频芯片具有预定的第一通信参数，响应于接收到LoRa节点以第一通信参数发送的第一上行消息，LoRa网关利用第一射频芯片向LoRa节点发送第一下行消息，第一下行消息包括第二射频芯片的第二通信参数。由此，在低密度LoRa节点场景中可以使用低成本的第二射频芯片实现与LoRa节点的通信，并且通过借助第一射频芯片向LoRa节点通知第二射频芯片的第二通信参数，使得用户无需关注信道使用情况，并为信道自动调整提供了实现基础。

摘要： 本发明公开了一种本发明的LoRa通信方法及系统、LoRa网关、LoRa终端，本发明以套件的组内秘钥作为是否是同一套件的依据，不同套件间使用不同的组内秘钥，不同套件间无法解析数据内容，为确保套件与套件之间射频信号互不干扰，避免同频干扰情况，本发明中网关与终端入网时都是用跳频因子随机选出固定的候选频率进行监听，网关与终端间共用相同的跳频因子，确保同套件终端可寻找到套件的网关频率。

摘要： 本发明提供一种Lora网络通信方法、Lora节点以及Lora网关，其特征在于Lora网关包括2个射频芯片，即第一射频芯片和第二射频芯片，所述第一射频芯片在固定频率的射频通道，每500ms对外广播Lora网关数据，即广播通道，随后等待接收Lora节点数据，Lora节点可通过所述第一射频芯片接收广播通道数据，进行识别网关地址、网关状态、时间同步、第二射频芯片射频通道(下文统称数据通道)以及注册入网；所述第二射频芯片在数据通道接收Lora节点的上行数据并且下发Lora节点参数配置信息，此发明可以确保Lora节点与Lora网关之间的通信稳定；通过多个时隙，增加多个Lora节点同时注册入网的成功概率，保证数据通道通信通畅。

摘要： 本发明公开了一种提高LoRa下行实时性的方法、LoRa网关、LoRa终端以及存储介质，方法包括：网关在终端入网时，获取终端提供的对下行数据的下行实时性需求；从预定范围的时隙中选取与所述终端的下行实时性需求相匹配的时隙作为随机时隙分配给终端，以告知终端在分配的随机时隙开启信道检测模式，其中，预定范围的时隙为上行区间中的部分或者全部时隙的集合；当有数据下行给所述终端时，可在分配给终端的随机时隙内下行数据给所述终端。由于终端只需在分配的随即时隙定时切换信道检测模式检测是否有下行数据，如此能按需满足不同终端对于下行数据的实时性要求，同时由于按约定的随机时隙下发，可以降低终端功耗并减少数据的碰撞，提高系统吞吐量。

摘要： 本发明公开了一种LoRa通信方法、LoRa网关、LoRa系统、计算机可读存储介质，方法包括：当网关产生下行数据时，根据下行数据所对应的设备类型、数据的实时性要求将所产生的数据放入不同的数据缓存中，设备类型包括仅接收数据的第一类设备、上行后需要等待回复的第二类设备；当接收到属于第二类设备的某终端上行的数据时，若终端对应的缓存中存在数据，则将存在的数据取出后放入发送缓存中；当进入下行周期时，按照数据实时性要求对应的优先级顺序从第一类设备的缓存中取出数据后放入发送缓存中直至发送缓存放满，将发送缓存的数据取出后发送出去，本发明可以保证数据的发送符合其实时性要求，能够降低数据的延迟，防止数据拥塞，提高网络可用性、吞吐量。

摘要： 本发明提供一种Lora链形网络通信方法、Lora网关及Lora链形网络通信系统，该方法应用于Lora链形网络通信系统中，Lora链形网络通信系统包括至少两个依次分布的Lora节点；该方法包括下述步骤：参考节点在其侦听时间窗侦听其对应的下级Lora节点上传的数据，且在参考节点的上传时间窗，将参考节点收集的数据进行上传至参考节点的上级Lora节点或者Lora网关；其中，参考节点为任一Lora节点；任意相邻两个Lora节点中，上一级Lora节点的侦听时间窗与下一级Lora节点的上传时间窗重合。实施本发明可以降低网络系统的功耗。

摘要： 本发明提供一种Lora通信方法、Lora节点及Lora通信系统，该方法包括下述步骤：需实时控制的Lora节点获取Lora网关下发的配置信息，并与Lora网关同步时间，配置信息包括时间戳、Lora节点上传数据对应的时间窗以及传输周期；需实时控制的Lora节点在其对应的时间窗，将其通信频率切换至Lora网关接收频率，并将采集的数据上传至Lora网关；需实时控制的Lora节点将采集的数据成功上传至Lora网关后，将自身的通信频率切换至Lora网关指令发送频率，并实时侦听Lora网关下发的控制指令；其中，Lora网关接收频率与Lora网关指令发送频率相异。本发明可以解决Lora通信中无法实时控制的问题。

摘要： 本发明提供一种Lora网络通信方法、Lora节点及Lora网络通信系统，该方法包括下述步骤：Lora节点在一个时间窗，将包含有本次采集的实际负载数据的节点数据上传至Lora网关后，判断节点数据是否上传成功，若节点数据上传失败，则将上传失败的节点数据进行存储；Lora节点在下一个时间窗，将已存储的节点数据与包含有下次采集的实际负载数据的节点数据一同上传至Lora网关。本发明可以避免出现短期的网络质量差而造成的数据丢失的情况，可以保证传输数据的完整性。