长距离无线通讯LoRa应用介绍

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。

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