LoRa技術(shù)研究及其在遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測方面的應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代化工業(yè)的高速發(fā)展，各種環(huán)境污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，其中水污染問題尤為突出。水污染不僅會影響環(huán)境，也會極大地危害人類健康，所以必須做好水污染的防治工作，水質(zhì)監(jiān)測就是其中必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前的水質(zhì)監(jiān)測方法主要有人工采樣監(jiān)測法、水質(zhì)監(jiān)測站監(jiān)測法、無線遙感監(jiān)測法、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測法等。其中人工采樣監(jiān)測法和水質(zhì)監(jiān)測站監(jiān)測法存在人員工作量大、監(jiān)測成本高、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)；無線遙感監(jiān)測法存在監(jiān)測成本高、不能量化到具體監(jiān)測指標(biāo)等缺點(diǎn)；而現(xiàn)有的基

2、于GPRS等技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測法存在設(shè)備功耗較大、監(jiān)測成本昂貴等缺點(diǎn)。
　　LoRa技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種遠(yuǎn)距離、低功耗、低傳輸速率、低成本的無線通信技術(shù)，非常適用于遠(yuǎn)程無線水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域。因此，本文提出了一種基于LoRa無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)。系統(tǒng)通過終端傳感器節(jié)點(diǎn)采集被監(jiān)測水域的水質(zhì)參數(shù)信息，并由LoRa射頻模塊將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，再由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸至后臺服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)測管理。

3、　　本文的研究重點(diǎn)是LoRa無線傳輸技術(shù)并將其應(yīng)用在遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測方面。首先，以SX1278射頻芯片為核心，完成了LoRa模塊的硬件設(shè)計(jì)；其次，確定了基于LoRa傳感網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)方式、網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行模式、系統(tǒng)工作流程，制定了LoRa無線通信協(xié)議和基于地址過濾策略、時(shí)分多址策略的預(yù)防通信沖突方案，實(shí)現(xiàn)了LoRa無線傳感網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)。
　　最后進(jìn)行了模塊通信距離的測試、模塊功耗的測試與估算、水質(zhì)監(jiān)測試運(yùn)行測試、節(jié)