基于LoRa的果园管道自动顺序喷雾系统研究

我国南方果园多处于山地,大型喷雾器械无法进入,为实现山地果园自动顺序喷药,设计了一种基于LoRa无线通信技术的管道自动顺序喷雾系统。系统以Stm32单片机为核心,在管网上部署了6个电磁阀控制节点,采用LoRa无线收发模块进行节点之间的通信,设计程序控制6个电磁阀依次按顺序打开,并可以通过手机APP远程开启系统。试验结果表明:当节点之间距离为250 m时,数据接收率为95%;系统通信距离远,数据接收率高,具有较高的可靠性,适合于山地果园中使用。

基于5G+LoRa技术的分布式桥梁健康监测系统设计

针对传统桥梁健康检测系统测量精度低、易受外界环境影响、远距离数据传输困难等问题,设计了一种基于5G+LoRa技术的超远程分布网络式桥梁健康监测新系统。该系统便携性好、测量精度高、抗干扰能力强以及挠度测量范围可拓展,将其布设于桥梁中跨部或桥墩处后,每0.5s即可获取一次桥梁状态信息,并通过5G组网技术将数据传输到总监测站,可实现超远程多点位的分布网络式实时在线监测。该系统挠度测量范围为0~19mm,测量误差小于0.5%,且该系统能以低功耗模式稳定工作十年以上。

无人机载LoRa空地感知定位应急搜救系统设计与应用

为降低复杂环境下应急搜救作业人员的伤亡风险并提升救援效率,利用空中唤醒、LoRa感知定位等技术以及空地感知融合定位算法,开展无人机对地扫描飞行姿态角对LoRa传输角度影响的探究工作,对比分析传统卫星定位设备与LoRa物联网模组的性能差异,进行无人机载LoRa空地协同定位策略研究及应急搜救系统设计与实现工作。研究表明:在户外山谷环境中无人机载LoRa基站对地信号接收方位角不受环境限制,而且无人机载LoRa空中唤醒模组的功耗远低于卫星定位设备。经实地验证,研究设计的无人机载LoRa空地感知定位应急搜救系统在户外复杂环境下开展紧急搜救,能够有效实现长续航、快响应、定位准等效果,是一种便携的空地感知融合定位搜救方式,对降低人员伤亡风险、提高救援效率有显著作用。

基于LoRa技术的智能楼宇弱电控制系统设计

随着智慧城市建设的推进,智能楼宇管理系统日益重要。传统的楼宇弱电控制系统存在诸多局限性,难以满足现代智能楼宇的需求。设计了一种基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术的智能楼宇弱电控制系统,采用模块化设计,包括数据采集、数据传输、数据分析以及中央控制4个模块。通过实验验证,该系统在响应时间、控制精度、能源效率及故障检测等方面均优于传统RS-485系统,显著提升了系统性能和用户满意度,为智能楼宇管理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LoRa的生猪体征监测系统设计与实现

为克服现有生猪体征监测模块功能单一、传输距离受限、功耗大等问题,设计一种以低功耗智能耳标为采集终端的生猪体征监测与异常诊断系统。该系统以无线微控制器为硬件核心,结合猪只体温、心率、运动感知传感器,LoRa和GPRS技术组成的无线传感网络和云服务器构建生猪体征信息采集、健康评估、异常诊断监测平台,提高生猪养殖过程的智能化管理水平。试验表明,该系统运行稳定,能够实时采集、传输、显示、查询生猪体征参数和异常行为,体温相对误差小于1%,心率相对误差小于5%,通信网络丢包率小于5%,传输距离大于3 km,行为辨识结果大于90%,满足中小型规模化生猪养殖场的实际使用需求。可为生猪异常诊断、早期疾病检测治和疫情预防提供科学依据。

基于LoRa通信的无线发射台信号智能监测技术研究

为实现大面积无线发射台信号覆盖监测,有效地抵御监测过程中多径干扰和频率选择性衰减等干扰因素的影响,研究基于LoRa通信的无线发射台信号智能监测技术。在无线发射台发出信号后,转换成数字信号进行对比,识别出有效发射台信号后,通过级联型LoRa组网方式以及LoRa通信技术,将数据发送到服务器中存储,实现无线发射台信号的传输。利用循环位移因子对基带产生的Chirp信号完成调频扩频调制,扩展信号频谱,增强信号抗干扰能力以及传输可靠性,增强信号监测的效果。实验结果表明:该方法能够在距离LoRa终端设备2.5 km处依旧接收到发射台信号,丢包率为12%,能够准确地监测到无线发射台是否存在发射信号。

LoRa扩频信道干扰与扩展性分析

为了提高LoRa通信系统节点的接入量,对LoRa通信系统的干扰及扩展性进行了详细分析。首先分析了LoRa相同扩频信道间和不同扩频信道间的干扰,得出相同扩频信道干扰严重的原因,以及不同扩频信道存在一定的干扰的情况,进而发现扩频信道间的码片间距越近干扰越严重;其次提出了一种LoRa不同扩频信道间的干扰消除算法,通过仿真验证了该算法能有效消除低扩频信道干扰的可行性;最后从理论上对LoRa原有调制解调算法进行了扩展性分析,结合LoRa技术的特点及干扰仿真结果得到LoRa技术新增扩频信道与相邻扩频信道的码片数之差大于等于128,并仿真验证了4条典型新增扩频信道的抗噪声性能、可行性,系统节点的可接入量能增加36.94%。

基于LoRa技术的ABB机器人遥操作联动系统的设计

工业机器人传统编程与控制模式受通信网线距离的影响,不便对其进行远程操作,控制灵活性差。对工业机器人远程操作联动系统进行研究,设计并研发一种基于LoRa技术的ABB机器人遥操作联动系统,选择PC机作为上位机设计人机交互界面,通过RS232、LoRa协议建立上位机与LoRa模块的通信,搭建LoRa模块与工业机器人的通信,完成工业机器人与远端工作站及数据中心的连接,实现对工业机器人的远程控制与管理。实验表明,该系统能够对ABB机器人进行远程控制与状态监控,替代人类在恶劣环境下对工业机器人进行控制管理,解放人力,提高生产效率。

一种基于LoRa的加油站智慧支付系统设计与实现

针对加油行业车牌付、刷脸付等支付技术部署成本高、客户接受程度低等问题,提出一种基于LoRa(Long Rang)的智慧支付解决方案。规划系统整体架构,以SX1268为核心设计采集终端,优化LoRa网关,设计车辆加油场景并落地应用。实践结果证明:系统运行效果良好,LoRa相比Wi-Fi、ZigBee技术在传输距离、功耗、稳定性等方面有明显优势,在未来智慧加油站建设中具有广阔的应用前景。

基于LoRa的船舶燃油泄漏监测报警系统

针对典型的船舶加油作业燃油泄漏事故成因,基于LoRa的船舶燃油泄漏监测报警系统通过在管道连接处、储油舱透气孔、加油站管封板等可能发生燃油泄漏的关键部位,布置便携式的报警器,实现燃油泄漏的实时监测及报警。经实船运行测试,当发生燃油泄漏事故时,监测报警系统能够及时给出可靠的燃油泄漏报警信息,满足实际应用的技术要求。同时,系统技术方案充分运用了创新创业教育的创新思维与创新方法,拓展了新兴通信技术的海上应用场景,体现了鲜明的跨学科和多学科交叉的教育教学属性,取得了丰富的科研和教研成果。

基于LoRa+5G的低成本智慧农业物联网系统设计

为提高农业生产效率,降低生产成本,并推动和促进农业现代化发展,基于LoRa与5G,提供了一种效益高、覆盖范围广的智慧农业解决方案,并设计一个低成本智慧农业物联网系统,包括信息采集系统、自动化执行系统、数据分析决策系统及信息发布系统等。同时,应用LoRa与5G通信技术来实现设备之间的远程监控与数据传输。通过用户满意度调查综合评估系统的性能与应用效果。数据表明,该系统在功能完整性、稳定性、易用性及技术支持等方面均表现出色。

一种多无人机辅助的LoRa网络节能数据采集方法

随着物联网的快速发展,低功耗广域网得到了广泛应用,其中LoRa是一个突出的代表.LoRa网络非常适用于地形不规则、蜂窝网络覆盖有限的复杂数据采集场景.然而,由于网络环境动态变化、通信需求多样化以及网关固定部署等因素,传统LoRa网络在能效和生命周期方面面临挑战,导致终端设备之间能量消耗不均衡.为了解决这些问题,本文提出了一种基于多无人机辅助的大规模LoRa网络节能数据采集方法.通过利用搭载LoRa网关的无人机,实现了对终端设备的移动“空对地”数据采集.该问题被建模为一个混合整数非凸优化问题,考虑了无人机-LoRa通信参数和无人机机载能量约束之间的耦合.为了求解这一复杂问题,引入了一系列技术对原问题进行分解,将其转化为几个子问题.所提出的方法联合优化了终端设备的通信调度策略、无人机的三维飞行轨迹和传输参数.通过利用块坐标下降法、连续凸逼近和序列线性规划方法迭代求解这些子问题,获得了高质量的次优解.优化目标是在避免多无人机碰撞并满足无人机机载能量约束的同时,最小化LoRa终端设备的数据传输能耗.在三种不同规模的LoRa网络下进行了数值仿真,评估了所提方法的性能.结果表明,与现有的固定网关方案相比,所提出的多无人机辅助方法在不同网络规模下平均提高了26.65倍的整体终端能效.此外,与固定无人机飞行路径方案相比,所提方法平均提高了6.2倍的整体终端能效.本研究突出了利用无人机移动性和多网关部署来提高大规模LoRa网络能效和延长网络生命周期的优势.所提出的方法为复杂物联网场景下的节能数据采集提供了一种有前景的解决方案,与传统的固定网关和无人机辅助方法相比具有显著的改进.

基于 LoRa 的多肉植物设施环境监测系统设计

【目的】解决传统多肉植物设施环境监测存在的精度低、实时性差等问题,为设施环境参数调节和多肉植物生产管理提供有力的数据支持。【方法】基于LoRa远程无线通信技术,设计了一款多肉植物设施环境远程监测系统,该系统主要由数据采集节点、数据汇聚节点和云平台等组成,集成了STM32微控制器、温湿度传感器、显示模块和通信模块等,实现了对环境参数的采集;可通过4G无线通信模块将数据发送到云平台,实现了对多肉植物设施环境的远程监测。【结果】将系统置于多肉植物种植设施环境内和空旷地带每隔500 m进行一次测试,发现随着通信距离的增加,通信成功率和RSSI信号接收强度均呈下降趋势。但通信距离为2500 m时,两组数据的丢包率均在10%以下,符合要求。【结论】设计的监测系统能够实时采集环境参数,具有传输距离远、抗干扰能力强和可扩展性好等优点,能够满足多肉植物设施环境监测的需求。

基于LoRa的智慧校园停车预约系统设计

针对校园停车难的问题,设计并开发了一款基于LoRa通信的校园停车预约系统,通过在停车位设置控制模块,实现车位预约、门禁车牌识别和车位引导驶入等功能,实现了校园停车位的预约分配、进出管理和内部导航。该系统旨在提高校内停车位的利用率和管理效率,降低车主找车位和等待的时间成本,提升校园停车的便捷性和安全性,为解决校园停车问题提供一种新方法,具有一定的实践参考价值。

基于LoRa和NB-IoT技术的精准农业环境远程监测研究

针对当前农业环境监测中数据传输不稳定、覆盖范围有限、能耗高以及实时性差等问题,围绕精准农业需求,设计了一种基于LoRa和NB-IoT(窄带物联网)的农业环境远程监测系统,从而实现广域、低功耗、实时精准的环境监测。系统分为感知层、传输层和应用层,各层中的功能模块相互协作,实现了从数据采集、传输到应用的完整闭环。首先,感知层通过多种传感器实时获取农田环境数据,传输层负责将采集到的各类传感器数据利用LoRa和NB-IoT模块传输至云服务器,服务器对数据进行分类、储存、分析,并通过远程控制模块优化环境参数。最后在应用层以数字或图表的形式将监测结果展示给用户,实现精细化监测和管理,达到科学种植和节约成本的目的。实验结果表明,该系统在大规模农田环境中具有较高的监测精度和稳定性,能够显著提升农业生产的精准管理水平,降低资源消耗,助力可持续农业发展。

基于LoRa通信的滚动轴承运行状态采集系统设计

滚动轴承运行环境的封闭性和应用环境的复杂性导致初期故障无法被及时发现,为了有效监测滚动轴承的运行状况,设计了一种基于Lo Ra通信的滚动轴承运行状况采集器,面向工业现场环境,通过温度传感器和振动传感器实时采集滚动轴承的温度信号和振动信号,经模拟信号处理电路处理,转换为电压信号并进行调零和放大,微控制器对电压信号进行AD转换、数据处理和报警分析,由Lo Ra通信模块将信息发送给网关,实现了设备的远程监测,为后期的大数据预测性分析提供了可靠的数据支撑。

基于LoRa的变电站地线管理系统设计

文中分析了变电站现有地线管理方面存在的问题,选取LoRa无线通信技术设计了地线管理系统,针对地线管理装置、地线闭锁装置、地线头、通信系统、地线操作校验方案等内容进行了详细阐述,并测试了所设计的地线管理系统的解锁和闭锁地线功能、挂接和拆除地线的操作延时。实测结果表明,该地线管理系统可有效解决变电站地线管控方面存在的相关问题,满足了地线实时防误的要求,大幅提升了变电站运维检修作业的安全性。

基于蓝牙与LoRa的室内定位系统设计

针对卫星定位导航系统无法满足室内目标定位需求问题,深入研究LoRa无线通信、蓝牙定位、云服务器等技术,设计蓝牙与LoRa技术结合的室内目标定位系统,实现了对大范围区域内人员与设备目标定位与追踪功能,并开发服务器端软件,方便用户远程使用与管理,具有低成本、低功耗、高实用性的优点。

基于LoRa的粮仓环境监测系统设计

针对粮仓监测范围大、传输距离远、功耗高等问题,深入研究LoRa无线通信、传感器、云服务器等技术,设计粮仓环境监测系统,采集节点采集并发送温湿度数据至网关,网关收到数据后将其发送到物联网云平台,并使用微信小程序实现对数据的实时显示,从而实现了对粮食仓储环境的有效监测。