基于二元指数后退算法的LoRaWAN协议

通过对LoRaWAN协议信道接入过程进行分析,发现其在网络负载大的情况下数据传输成功率较低。考虑到提高传输成功率能够有效减少终端重传的次数,降低功耗从而延长终端寿命,因此将LoRaWAN协议与二元指数后退算法相结合,提出一种改进协议。采用简单状态机描述原始协议和改进协议的数据传输过程,并利用概率分析进行数学建模。基于MATLAB的仿真结果表明,改进协议能够有效提升网络传输成功率,虽然网络平均延时相应增加,但可通过增大带宽补偿此方面不足。

基于LSTM能量预测的LoRaWAN水质自适应监测系统

偏远区域河湖水质污染监测是水生态文明保护的重点任务。但现有供电设施无法满足水质监测设备在偏远地区全天候不间断地工作。为此,提出一种基于LSTM能量预测的LoRaWAN水质自适应监测系统。该系统中设计基于LoRaWAN协议的LoRa水质监测网络,结合LSTM能量预测模型,智能调整水质监测节点的水质监测频率,构建面向偏远地区的高能效、智能、实时水质监测平台。通过实验测试,该系统具有自主组网、自适应调整监测频率、低功耗等优点,为偏远地区河湖水质污染监测与预警提供了新的解决方案。

对LoRa网络的攻击与防御技术综述

由于LoRa技术具有通信距离长、功耗低和可扩展性强等优点,LoRa网络已成为低功耗网络(low power wide area network, LPWAN)领域中应用最广泛的技术之一,但其日益增多和丰富的应用场景也给LoRa网络的安全性提出了新的挑战。针对目前有关LoRa网络攻防手段的综述文献缺乏综合性讨论的问题,进行了详细的调研。首先分析了LoRa网络架构,归纳总结了LoRaWAN协议多个版本之间的安全性差异;其次通过对大量文献的研读,分析了针对LoRa网络攻击和防御的相关技术;在此基础上,提出了一种基于生成式AI的抗射频指纹识别机制—GAI-Anti-RFFI;最后对LoRa网络的攻击与防御技术未来可能面临的发展方向进行了分析并提出了展望。

基于LoRaWAN的自适应多帧高效传输方法

针对LoRaWAN协议中LoRa网关与LoRa终端间数据多帧传输方式存在控制开销和传输时延较大的问题,提出一种基于LoRaWAN的自适应多帧高效传输方法(adaptive multi-frame efficient transmission,AMFET),包含自适应多帧发送机制、自适应多帧接收确认机制和丢帧识别机制。自适应多帧发送机制对需确认数据消息设置优先等级,对高级需确认数据消息进行立即确认,对低级需确认数据消息在自适应发送模式结束后统一进行确认,同时将Fpending机制引入LoRaWAN上行多帧传输;自适应多帧接收确认机制通过位向量压缩技术记录已接收数据帧信息,从而单次对多个需确认数据消息进行合并确认;丢帧识别机制利用需确认帧编号(confirmed data identity,CDID)识别低级需确认消息是否丢失,避免终端异常进入休眠模式。通过数学分析和实验测试,分别对AMFET方法的性能进行了理论验证和实验验证,验证结果表明,相对于原LoRaWAN多帧传输方式,AMFET方法在保证数据传输可靠性的前提下,有效降低了数据传输时延和数据传输能耗。

基于LoRaWAN的广域物联网应用解决方案

随着物联网技术的广泛应用,基于物联网技术的信息采集系统逐步应用到智慧农业、智能家居等领域。由此,极大地推动了LPWAN的发展。文章提出了一种基于LoRaWAN的物联网解决方案,来突破工程项目在功耗和通信距离方面的瓶颈。LoRa优势在于低功耗、传输距离远,相应地,其传输速率相对较低,非常适合应用于智慧农业等领域。研究并设计了基于LoRa的物联网网关节点软硬件,硬件部分包括各个硬件设备的选型、MCU,LoRa射频等,并设计了硬件电路结构框架,同时设计并实现了包括LoRa数据发送与接收以及电源管理、网关配置等功能的LoRa网关应用软件框架。

基于LoRaWAN的电能主站通信数据自动化计量

为提升电能数据在主站网络中的循环利用效率,使数据无功消耗得到适当抑制,提出一种基于LoRa WAN的电能主站通信数据自动化计量方法。在LoRa WAN网络框架中,通过唤醒电能主站物理层数据的方式,驱动隶属于LoRa WAN协议的数据网关,完成基于LoRa WAN的电能主站通信数据网络搭建。在此基础上,通过数据归一化处理的方式,判定数据有功功率的自动化谐波责任,实现电能主站通信数据的计量算子统一,完成新型自动化计量方法的搭建。对比实验结果显示,与传统方法相比,应用基于LoRa WAN的电能主站通信数据自动化计量方法后,数据循环利用效率平均值远超70%,无功消耗情况得到明显缓解。

基于LoRa的光节点光功率监测系统设计

光纤网络的信号传输状态可以通过光功率值来量化体现,针对现有的光功率监测系统设计中存在的缺陷,提出了一种基于LoRa技术的光节点光功率监测系统设计方案。分别对监测终端和接收端硬件及软件进行了设计,并且在PC端进行了Labview数据显示和故障告警设计。通过测试实验表明,该设计具有通信距离远、功耗低、网简单、方便等优点,可实现对远程光纤线路节点光功率监测和故障告警。