LoRa在远距离无线监测中的物联网应用

2017-08-17 17:18:14 来源:华启智能

LoRa的优势在于长距离传输能力。LoRa技术在高性能、远距离、低功耗,支持大规模组网,测距和定位等方面突出的特点,这使得该方案(LoRaWAN终端+网关)成为物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。

CR140 LoRaWAN无线测控终端

LoRa 作为低功耗广域网(LPWAN)的一种长距离通信技术,近些年受到越来越多的关注。LoRa接受灵敏度达到了惊人的-148dbm,与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比,最高的接收灵敏度改善了20db以上,其功耗极低。随着物联网从近距离到远距离的发展,必将会产生一些新的行业应用和商务模式。

LoRa技术特点

LoRa的优势在于超长距离传输能力。LoRa技术在高性能、远距离、低功耗,支持大规模组网,测距和定位等方面突出的特点,这使得该方案(LoRaWAN终端+网关)成为物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。

LoRa是低功耗广域网通信技术中的一种,是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控(FSK)调制作为物理层,因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。LoRa是基于线性调频扩频调制,它保持了像FSK调制相同的低功耗特性,但明显地增加了通信距离。

LoRa技术本身拥有超高的接收灵敏度(RSSI)和超强信噪比(SNR)。此外使用跳频技术,通过伪随机码序列进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱,防止定频干扰。

LoRa网络结构

在网状网络中,个别终端节点转发其他节点的信息,以增加网络的通信距离和网络区域规模大小。虽然这增加了范围,但也增加了复杂性,降低了网络容量,并降低了电池寿命,因为节点接收和转发来自其他节点的可能与其不相关的信息。当实现长距离连接时,长距离星型架构最有意义的是保护了电池寿命。

如果把网关安装在现有移动通信基站的位置,发射功率20dBm,(100mW),那么在高建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右,而在密度较低的郊区,覆盖范围可达10公里。该网关/集中器还包含MAC层协议,对于高层它是透明的。 

LoRa远距离无线监测解决方案平台架构

解决方案系统架构为:网络/应用服务器、LoRaWAN 网关、LoRaWAN节点;

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LoRa远距离无线监测应用案例

1、智慧油田

智慧油田利用各种在线的、实时测量的感知设备,诸如安装在油气水井、管道、油气处理、加工、储运设备上的各种仪表等信息传感设备,按约定的协议连接到企业网或/和互联网相,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

2、智慧水务

智慧水务通过数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态,并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施,形成“城市水务物联网”,并可将海量水务信息进行及时分析与处理,并做出相应的处理结果辅助决策建议,以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程,从而达到“智慧”的状态。

3、智慧供热

智慧供热基于物联网技术应用的供热管控一体化的平台,它实现了从热源、换热站、管网到热用户的整个供热系统的监控,实现了整个供热系统的过程管理和运行管理,提高了供热系统的管理手段,实现供热系统的整体节能。调高调度效率,便于高层管理决策。

4、智慧燃气

智慧燃气,通过数据采仪、管压、管网调度等在线监测设备、网络,实时感知城市燃气系统的运行状态,实现燃气管网的统一、集中管理,全面提升燃气设施运营管理水平、规划决策水平和客户服务水平,解决因燃气管网事故造成的安全隐患,还城市一个安全舒适的生活环境。

5、智慧消防

智慧消防平台通过建立互联网预警联动机制,工况企业火患实时预警,使得消防监督人员及时收到各类预警信息并采取不同的流程及时处理,并可以利用智能消防终端设备对建筑物内消防设施的运行情况进行监控。

6、智慧仓储

智慧仓储通过温湿度自动测控技术实现对所辖区域温湿度数据进行24小时不间断的监测、报警、记录和数据存储、查询;对安装于现场的空调、除湿机、加湿机等设备进行自动控制。

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