LoRa(Long Range radio)系统在当前不断发展的低功率广域网(LPWAN)中处于相对领先地位。它的MAC层采用的是基于ALOHA的接入协议。该接入机制虽然简单易实现,但同时也容易加剧冲突和碰撞的发生,降低整个系统的通信性能。因此,需要研究多...LoRa(Long Range radio)系统在当前不断发展的低功率广域网(LPWAN)中处于相对领先地位。它的MAC层采用的是基于ALOHA的接入协议。该接入机制虽然简单易实现,但同时也容易加剧冲突和碰撞的发生,降低整个系统的通信性能。因此,需要研究多个终端同时占用信道资源时的相互干扰情况,而LoRa信号的扩频因子(SF)将决定信号的通信覆盖范围。因此,分析了干扰信号的SF与发送信号的SF相同以及不同时,干扰信号对发送信号解调性能的影响。实验结果表明,相同SF信号间的干扰影响相对较大,而干扰信号使用的SF与发送信号不同时,干扰的影响相对较小。通过理论分析,获得了接收端正确解调时所要求的信干比(SIR)。可见,不同SF的LoRa信号可看作伪正交。展开更多
针对当前电能表计量数据采集精度低,且无法实现同步的问题,引入远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)通信技术,开展电能表计量数据采集方法的设计研究。基于LoRa通信技术,设定电能表通信传输协议;进行离散化和滤波处理,去除电能表信号...针对当前电能表计量数据采集精度低,且无法实现同步的问题,引入远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)通信技术,开展电能表计量数据采集方法的设计研究。基于LoRa通信技术,设定电能表通信传输协议;进行离散化和滤波处理,去除电能表信号中的噪声;通过同步控制设计,确保电能表计量数据的同步采集。通过对比实验证实,应用文章提出的采集方法可以实现对电能表计量数据的同步高精度采集。展开更多
智能电网的发展对用电检查提出了更高要求。文章提出了一种基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)通信技术的用电检查方法,旨在提高检查效率和准确性。该方法通过部署LoRa节点实现数据实时采集与传输,利用中心站进行大数据处理和机...智能电网的发展对用电检查提出了更高要求。文章提出了一种基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)通信技术的用电检查方法,旨在提高检查效率和准确性。该方法通过部署LoRa节点实现数据实时采集与传输,利用中心站进行大数据处理和机器学习分析,实现异常用电行为的智能识别和处理。实验结果表明,该方法在数据采集成功率、通信延迟、异常检测准确率等方面均有显著优势,研究成果为智能电网的安全稳定运行提供了有力支撑。展开更多
随着电力系统规模扩大和复杂度提高,传统有线监控方式难以满足需求。基于此,设计一种融合远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术的电力设备无线监控系统,包括现场感知、数据传输、远程监控3个模块。系统采用多传感器融合、边缘计算...随着电力系统规模扩大和复杂度提高,传统有线监控方式难以满足需求。基于此,设计一种融合远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术的电力设备无线监控系统,包括现场感知、数据传输、远程监控3个模块。系统采用多传感器融合、边缘计算、机器学习等技术,智能化监控电力设备。通过实验验证,该系统在可靠性、能耗、抗干扰性以及部署成本等方面均优于传统有线系统,为电力设备监控提供了新的解决方案,具有广阔的应用前景。展开更多
LoRaWAN是低功耗广域网(LPWAN)中的一种无线通信标准,为物联网的发展提供了支撑。然而,受限于扩频因子(SF)间不完全正交性的特点和LoRaWAN不具备先听后发(LBT)机制的事实,基于ALOHA的传输调度方式会引发严重的信道冲突,极大降低了LoRa(L...LoRaWAN是低功耗广域网(LPWAN)中的一种无线通信标准,为物联网的发展提供了支撑。然而,受限于扩频因子(SF)间不完全正交性的特点和LoRaWAN不具备先听后发(LBT)机制的事实,基于ALOHA的传输调度方式会引发严重的信道冲突,极大降低了LoRa(Long Range Radio)网络的扩展性。为提高LoRa网络的扩展性,提出用非坚持型载波监听多路访问(NP-CSMA)机制替代LoRaWAN中ALOHA的介质访问控制机制,通过LBT协调LoRa网络中SF相同的各个节点接入信道的时间。不同SF之间的传输则采用多种SF信号并行传输,以减少共信道中同SF干扰和避免SF间干扰。为了分析NP-CSMA对LoRa网络扩展性的影响,通过理论分析和NS3仿真对LoRaWAN与NP-CSMA构建的LoRa网络进行比较。实验结果表明,在相同的条件下,与LoRaWAN相比,NP-CSMA在网络通信负载率为1的情况下,它的理论数据包交付率(PDR)性能比LoRaWAN高58.09%。在信道利用率方面,与LoRaWAN相比,NP-CSMA的饱和信道利用率提高了214.9%,容纳的节点数量也增加了60.0%。另外,NP-CSMA的平均时延在网络通信负载率小于1.7时也低于确认型LoRaWAN,而且在扩频因子为7和10时,它用于维持信道活动检测(CAD)模式所造成的额外能耗也比LoRaWAN用于接收来自网关确认消息所需的额外能耗低1.0~1.3 mJ和2.5~5.1 mJ;充分反映了NP-CSMA可以有效提高LoRa网络的可扩展性。展开更多
通过研究基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)硬件协议的无线传输采集节点,提出了一种LoRa自定义通信协议。利用软件协议完成网络节点之间的信息通信,实现采集节点之间的控制请求、控制应答、上报请求以及上报应答。利用单片机的...通过研究基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)硬件协议的无线传输采集节点,提出了一种LoRa自定义通信协议。利用软件协议完成网络节点之间的信息通信,实现采集节点之间的控制请求、控制应答、上报请求以及上报应答。利用单片机的灵活扩展性,将传统工业上的ModBus-RTU通信、模拟量输入与继电器输出集成在无线传输采集节点上。以STM32G030F6P6为主控芯片搭建硬件电路,编写软件程序并制作出样机。经过测试,设计的样机基本满足所需功能要求。展开更多
针对远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术在物联网(Internet of Things,IoT)中的应用挑战,提出了一系列有效的解决方案,旨在设计低功耗通信协议。采用自适应数据封装与解封装的方法,确保数据传输的高效率和高可靠性,以适应不同数...针对远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术在物联网(Internet of Things,IoT)中的应用挑战,提出了一系列有效的解决方案,旨在设计低功耗通信协议。采用自适应数据封装与解封装的方法,确保数据传输的高效率和高可靠性,以适应不同数据大小和频率的应用需求。将随机指数后退算法作为通道访问与调度机制,成功降低了通信碰撞率,提高了通信成功率,特别适用于高竞争的通信环境。最后,利用节点管理和能耗优化策略,综合考虑节点的休眠与唤醒、数据更新和远程管理,延长了电池使用寿命、增强了网络的可维护性。展开更多
传统的科技馆展厅控制系统在设备改变时需要手动进行操作,往往无法及时改变设备的运行状态以适应游客的需求。为此,设计了基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)物联网的科技馆展厅智能控制系统。在硬件上,设计数据采集器和控制模块...传统的科技馆展厅控制系统在设备改变时需要手动进行操作,往往无法及时改变设备的运行状态以适应游客的需求。为此,设计了基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)物联网的科技馆展厅智能控制系统。在硬件上,设计数据采集器和控制模块,以提高工作效率和避免数据丢失,软件方面,设计信息命令接收模块,并利用数据处理模块对接收到的命令进行数据处理,在LoRa物联网技术的基础上,结合模块设计,实现科技馆展厅智能控制,系统测试结果表明该研究方法具备具有良好的反馈速度,系统的基础运行性能更好。展开更多
从远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)信号的基本原理出发,介绍了信号的调制与解调基本方法,重点分析了LoRa信号解调时所需参数的盲估计方法,综合其他研究成果提出了一种互相关峰值二维搜索的载波误差及信号同步检测方法,最后通过计...从远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)信号的基本原理出发,介绍了信号的调制与解调基本方法,重点分析了LoRa信号解调时所需参数的盲估计方法,综合其他研究成果提出了一种互相关峰值二维搜索的载波误差及信号同步检测方法,最后通过计算机仿真了高斯白噪声信道下LoRa信号的同步检测概率,验证了载波误差估计及同步检测方法的可行性。展开更多
文摘LoRa(Long Range radio)系统在当前不断发展的低功率广域网(LPWAN)中处于相对领先地位。它的MAC层采用的是基于ALOHA的接入协议。该接入机制虽然简单易实现,但同时也容易加剧冲突和碰撞的发生,降低整个系统的通信性能。因此,需要研究多个终端同时占用信道资源时的相互干扰情况,而LoRa信号的扩频因子(SF)将决定信号的通信覆盖范围。因此,分析了干扰信号的SF与发送信号的SF相同以及不同时,干扰信号对发送信号解调性能的影响。实验结果表明,相同SF信号间的干扰影响相对较大,而干扰信号使用的SF与发送信号不同时,干扰的影响相对较小。通过理论分析,获得了接收端正确解调时所要求的信干比(SIR)。可见,不同SF的LoRa信号可看作伪正交。
文摘针对当前电能表计量数据采集精度低,且无法实现同步的问题,引入远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)通信技术,开展电能表计量数据采集方法的设计研究。基于LoRa通信技术,设定电能表通信传输协议;进行离散化和滤波处理,去除电能表信号中的噪声;通过同步控制设计,确保电能表计量数据的同步采集。通过对比实验证实,应用文章提出的采集方法可以实现对电能表计量数据的同步高精度采集。
文摘智能电网的发展对用电检查提出了更高要求。文章提出了一种基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)通信技术的用电检查方法,旨在提高检查效率和准确性。该方法通过部署LoRa节点实现数据实时采集与传输,利用中心站进行大数据处理和机器学习分析,实现异常用电行为的智能识别和处理。实验结果表明,该方法在数据采集成功率、通信延迟、异常检测准确率等方面均有显著优势,研究成果为智能电网的安全稳定运行提供了有力支撑。
文摘随着电力系统规模扩大和复杂度提高,传统有线监控方式难以满足需求。基于此,设计一种融合远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术的电力设备无线监控系统,包括现场感知、数据传输、远程监控3个模块。系统采用多传感器融合、边缘计算、机器学习等技术,智能化监控电力设备。通过实验验证,该系统在可靠性、能耗、抗干扰性以及部署成本等方面均优于传统有线系统,为电力设备监控提供了新的解决方案,具有广阔的应用前景。
文摘LoRaWAN是低功耗广域网(LPWAN)中的一种无线通信标准,为物联网的发展提供了支撑。然而,受限于扩频因子(SF)间不完全正交性的特点和LoRaWAN不具备先听后发(LBT)机制的事实,基于ALOHA的传输调度方式会引发严重的信道冲突,极大降低了LoRa(Long Range Radio)网络的扩展性。为提高LoRa网络的扩展性,提出用非坚持型载波监听多路访问(NP-CSMA)机制替代LoRaWAN中ALOHA的介质访问控制机制,通过LBT协调LoRa网络中SF相同的各个节点接入信道的时间。不同SF之间的传输则采用多种SF信号并行传输,以减少共信道中同SF干扰和避免SF间干扰。为了分析NP-CSMA对LoRa网络扩展性的影响,通过理论分析和NS3仿真对LoRaWAN与NP-CSMA构建的LoRa网络进行比较。实验结果表明,在相同的条件下,与LoRaWAN相比,NP-CSMA在网络通信负载率为1的情况下,它的理论数据包交付率(PDR)性能比LoRaWAN高58.09%。在信道利用率方面,与LoRaWAN相比,NP-CSMA的饱和信道利用率提高了214.9%,容纳的节点数量也增加了60.0%。另外,NP-CSMA的平均时延在网络通信负载率小于1.7时也低于确认型LoRaWAN,而且在扩频因子为7和10时,它用于维持信道活动检测(CAD)模式所造成的额外能耗也比LoRaWAN用于接收来自网关确认消息所需的额外能耗低1.0~1.3 mJ和2.5~5.1 mJ;充分反映了NP-CSMA可以有效提高LoRa网络的可扩展性。
文摘通过研究基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)硬件协议的无线传输采集节点,提出了一种LoRa自定义通信协议。利用软件协议完成网络节点之间的信息通信,实现采集节点之间的控制请求、控制应答、上报请求以及上报应答。利用单片机的灵活扩展性,将传统工业上的ModBus-RTU通信、模拟量输入与继电器输出集成在无线传输采集节点上。以STM32G030F6P6为主控芯片搭建硬件电路,编写软件程序并制作出样机。经过测试,设计的样机基本满足所需功能要求。
文摘针对远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术在物联网(Internet of Things,IoT)中的应用挑战,提出了一系列有效的解决方案,旨在设计低功耗通信协议。采用自适应数据封装与解封装的方法,确保数据传输的高效率和高可靠性,以适应不同数据大小和频率的应用需求。将随机指数后退算法作为通道访问与调度机制,成功降低了通信碰撞率,提高了通信成功率,特别适用于高竞争的通信环境。最后,利用节点管理和能耗优化策略,综合考虑节点的休眠与唤醒、数据更新和远程管理,延长了电池使用寿命、增强了网络的可维护性。
文摘传统的科技馆展厅控制系统在设备改变时需要手动进行操作,往往无法及时改变设备的运行状态以适应游客的需求。为此,设计了基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)物联网的科技馆展厅智能控制系统。在硬件上,设计数据采集器和控制模块,以提高工作效率和避免数据丢失,软件方面,设计信息命令接收模块,并利用数据处理模块对接收到的命令进行数据处理,在LoRa物联网技术的基础上,结合模块设计,实现科技馆展厅智能控制,系统测试结果表明该研究方法具备具有良好的反馈速度,系统的基础运行性能更好。
文摘从远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)信号的基本原理出发,介绍了信号的调制与解调基本方法,重点分析了LoRa信号解调时所需参数的盲估计方法,综合其他研究成果提出了一种互相关峰值二维搜索的载波误差及信号同步检测方法,最后通过计算机仿真了高斯白噪声信道下LoRa信号的同步检测概率,验证了载波误差估计及同步检测方法的可行性。
