基于匹配理论的LoRa参数双重匹配优化

将LoRaWAN中的资源分配设定为扩频因子分配和信道分配的优化问题，特别是在LoRaWAN中有大量连接设备的情况下，以保证有限频谱资源的LoRa用户之间的吞吐量公平性。首先，引入匹配理论，将LoRa用户与信道和LoRa用户与扩频因子视为匹配双方，为了最大化它们的效用，提出了一种基于匹配的信道与扩频因子分配算法MSFCAA。然后，以匹配理论为基础，以最大化效用为目标，以最优化网络信道与扩频因子分配为结果，最大限度地提高LoRaWAN中实现的最小信道容量。同时，还提出一种公平传输时间初始化算法，以保证每组参数的吞吐量公平性。仿真结果表明，公平传输时间初始化算法能获得优于其他分配方案的初始分配结果，基于匹配的信道与扩频因子分配算法能显著提升LoRa网络数据提取率并极大降低网络能耗。     

基于LoRa技术的果园物联网系统

ZigBee、GPRS、WiFi等无线通信技术除了传输距离短,还存在着功耗大、抗干扰性弱、绕射性差、成本高等缺陷,因此文中提出一种基于LoRa技术的果园物联网系统。系统选用意法半导体推出的ARM STM32F401微控制器作为控制核心,利用温湿度传感器、光照度传感器、CO_2传感器分别采集相关参数数据,数据融合后通过LoRa技术将数据传输给上位机,上位机对相关数据进行储存、管理、分析,作为调控参数的基础。系统测试结果表明:基于LoRa技术的果园物联网系统可以迅速、低误差的采集节点数据,具有功耗低、传输距离远、低成本且稳定性好等特点。     

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技术的智能电表通讯方案的设计

目前,5G还未全面普及,作为超远距离无线传输领域为人所熟知的远距离无线电(LoRa)技术,正在物联网连接系统中扮演着不可或缺的角色。本文通过对比多种主流无线通讯的优缺点,再结合安科瑞现有的LoRa系统方案,阐述LoRa通讯在电力采集及能耗监测中的应用。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统的阻抗匹配方法研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统中传输距离或负载的改变会导致输入阻抗与射频内阻不匹配,引起输出功率下降的问题,以L型匹配网络为例,提出了一种基于Smith圆图理论的阻抗匹配方法。该方法根据等效电路理论和Smith圆图理论推导出了关于匹配电感和匹配电容的参数表达式,在阻抗失配的情况下通过调节归一化电阻变量即可控制匹配网络参数,从而实现系统的阻抗匹配。仿真和实验结果表明,该匹配方法网络结构简单,避免了复杂的计算过程;相同条件下,匹配后的系统输出功率相较匹配前得到了明显提高,且可有效抑制系统的频率分裂。     

基于物联网的分布式水质实时监控系统设计

针对现有水质监控系统成本高、功耗大、传输距离短等不足,本文设计了一种分布式水质在线监控系统。该系统基于LoRa技术和NB-LoT技术搭建了一种具有三层网络拓扑的系统架构,并建立通信链路传输模型与节点功耗评估模型;以此为基础采用全新一代LoRa调制解调器和具备业界更低静态电流的电源管理芯片构建硬件平台,同时设计了一种包含定时唤醒和空中唤醒的双唤醒软件机制,解决了传统水质监控系统无法同时兼顾远距离传输和低功耗运行的两难问题。通过设计合理的容错机制,消除了无线通信固有的通信误码问题对系统的影响。实地组网试验表明,终端节点电池消耗量仅为15.95mAH/天,网关节点与终端节点最远传输距离超过10km,通信误码率小于3%,且通过超时重发机制实现所有数据100%成功传输,具有较强的网络鲁棒性。     

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LoRa的电气设备温湿度监测终端设计

针对目前电力设备监测通信方式存在的传输距离短、网络复杂的缺陷,提出了一种基于LoRa的电气设备温湿度监测终端的设计方案.给出了系统的总体构架;设计了系统的LoRa传感终端,在实验室环境下对其进行了通信测试;进行了低功耗的设计和测试,测试结果显示:所设计的终端设备休眠电流低至1.4 μA,平均工作电流0.070 mA,特别适合电池供电.系统具有传输距离远,功耗低的优势.     

基于LoRa双频段网关节点的数据采集系统设计

提供完善的地质灾害监测预警系统,可以最大限度保障人民群众生命财产安全。然而,地灾监测系统安装地点环境复杂,其对数据采集(DAQ)系统具有诸多需求,包括超长距离传输、低功耗运行、多频段运行等,系统设计具有很大难度。文中以LoRa双频段网关节点为基础,进行了地灾监测的高集成度DAQ系统设计。所设计系统通过LoRa技术实现低频、高频的双频段网关节点数据传输,实现系统低功耗长时间稳定运行。以自主设计LoRa通信协议为基础,在远距离监测范围内实现抗外扰影响的稳定数据传输。该设计经济、高效、稳定,同时还集成有北斗定位等辅助功能,适用于大规模地灾监测。     

LoRa 无线数据传输模块的设计与实现

针对现有无线数据传输模块功耗高、传输距离短、可靠性低的缺陷,该文提出了一种新型的基于 LoRa 技术的无线数据传输模块。该模块以 SX1276 为射频芯片,采用低功耗微处理器 STM8L151为主芯片并移植了 Contiki 嵌入式操作系统。该文详细介绍了数据传输模块的硬件设计、软件设计并测 试了模块的主要性能。测试结果表明,该数据传输模块具有功耗低、传输距离远、可靠性高等优点,适用于无线抄表、环境监测等系统中。     

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...     

LoRa组网技术在胶带运输监控系统中的应用研究

针对胶带运输监控系统缺少无线数据传输通道,无法实现断线后自诊断信息上传、无线传感器接入、断线应急中继通信功能等问题,提出了一种应用于胶带运输监控系统的LoRa无线组网技术方案.针对链式组网结构比较适合胶带运输监控系统多点延伸的特点,采用了LoRa链式组网模式.根据LoRa链式组网传输模式的要求,确定了节点间的数据访问关系,将主机节点与子节点设计为一主多从的传输方式,节点根据相邻关系进行路由规划,组成单层链式网络.为满足数据传输需求,采用巡检应答式通信机制,通信过程遵循规则时序,信道通过时分进行有序利用.根据上述方案,给出了用于胶带运输监控系统的LoRa无线组网传输节点设备软硬件设计,并进行了测试,结果表明:LoRa链式组网模式传输性能可靠稳定,无线发送状态的节点功耗小于300 m W,10个节点组网传输时延为1.12 s,丢包率小于0.6%,可满足胶带运输监控系统对无线组网传输功能的需求.     

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。     

LoRa射频芯片的无线激光甲烷传感器设计

为解决目前煤矿无线甲烷传感器在实际应用中存在的功耗高、通信距离近、响应速度慢以及精度低等诸多问题,本文基于LoRa通信技术,以ARM主控制器STM8L151C8T6和LoRa射频芯片SX1268为核心,设计了一种无线激光甲烷传感器.重点介绍了传感器的工作原理及低功耗的实现方案,给出了硬件电路设计和软件程序流程.经实验验...     

基于差分星座轨迹图的LoRa设备识别方法

LoRa作为一种扩频远距离无线传输技术,广泛应用于物联网领域,其终端设备的安全问题也随之成为热点研究对象.针对LoRa的调制原理及信号特性,文章提出一种基于差分星座轨迹图的LoRa设备识别方法,将终端设备认证问题转化为图像处理问题.该方法将接收信号的星座轨迹图进行差分处理,并基于聚类算法获得差分星座轨迹图的聚类中心,作...     

流量自适应LoRa网络防碰撞路由算法

LoRa无线技术的数据传输速率低,适合星型组网,现有的星型网络防碰撞轮询机制在大容量网络中性能不佳.基于信道竞争退避算法和分簇混合路由两方面,提出了适合LoRa网络的数据传输防碰撞算法,能自适应网络流量的变化.通过NS2软件仿真验证,在大容量LoRa网络中,算法改善了能耗、吞吐量和传输延时等方面的性能,提高了数据传输效率.     

基于LoRa的农田信息无线采集方案设计

针对传统的农业WSN存在距离近、功耗高的问题,提出一种基于LoRa技术的农田信息无线采集系统。通过分析无线网络构成,给出了网络参数的设计原则,优化网络结构、降低组网难度、提高组网效率。选择以STM32L053处理器、SX1276无线芯片和SHT11温湿度传感器组成精简的低功耗节点硬件电路。设计了低功耗、低碰撞的星型无线网络结构,该系统采用分时方法周期性地对传感器数据进行采集和发送。通过实验分析了节点的功耗,时隙长度的选择,对包接收率和接收信号强度指示(RSSI,received signal strength indication)的关系进行研究。结果表明该系统具有通用性强、功耗低、距离远、组网便捷、稳定可靠等特点,能够满足农田信息采集的应用需求。     

一种基于LoRa技术的无人机数传模块设计

设计了一种基于LoRa技术的无线数传模块,该模块以SX1278为射频芯片,STM32H743为主控芯片。针对LoRa的半双工通信,设计了一种同步时分数据收发机制,实现远距离实时双向通信。同时提出了模块自适应发射功率的方法,实现了模块功耗的降低。实测结果显示,模块发射功率为17 dBm,功耗为287.1 mW,模块可靠通信距离达4.6 km,模块重量小于3 g。