18年的时候曾给公司牧场做过一套数据采集系统,最主要一个模块是奶牛活动情况监测,当时做了一些方案的调研,最终采用LoRa协议自建网络方案。
一、概念介绍
- LoRa(Long Range Radio)一种远距离低功耗无线调制解调扩频技术。
- LoRaWAN:定义了使用LoRa远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构。
- LoRa联盟:发起者为美国Semtech公司,国内发起者为中兴通讯。
二、LoRa网络拓扑
- End Nodes :LoRa终端,各种传感器进行数据采集。
- Gateway:LoRa网关,对收集到的终端数据进行封装和转发,对LoRa射频协议和TCP协议进行转换。
- Network Server:主要负责上下行数据包的完整性校验。
- Application Server:负责设备入网激活,应用数据加解密。
三、LoRa终端设备分类
- ClassA:必须等待终端上报数据后才能下发数据,主要用于实时性要求不高的场景,如气体监测,奶牛定位。
- ClassB:在约定的时间下发数据,如阀控水气电表。
- ClassC:任意时刻可以下发数据,如路灯控制等。
四、终端节点入网请求
五、LoRa定位
LoRa终端设备发送一个数据包时,会被其网络内所有网关接收,然后网络服务器端算法比较到达时间、信号强度、信噪比来计算终端可能的位置,三个网关能更精确的一个位置.
六、奶牛监测系统
实时采集奶牛活动量进行分析,形成牛只活动量曲线,准确的分析揭发出发情牛只信息,形成牛只发情数据报表、动态更新配种状态,通过手机APP、软件报表报送至牛场工作人员,达到科学养牛的目的。