面向大面积渔业环境监测的长距离低功耗LoRa传感器网络

作     者：张铮 曹守启 朱建平 陈佳品 Zhang Zheng;Cao Shouqi;Zhu Jianping;Chen Jiapin

作者机构：上海海洋大学工程学院上海201306 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 

基　　金：国家自然科学基金(61362017) 上海市科委2017年度"创新行动计划"(17050502000) 上海海洋大学科技专项基金(A2-0203-17-100209) 2017年上海市(临港)产学研合作项目(沪临地管委经56号) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2019年第35卷第1期

页      码：164-171页

摘      要：该文针对近海渔业和大面积水产养殖环境监测应用周期长,覆盖面积大等特点,设计了基于LoRa技术的长距离低功耗无线传感网络系统。该系统设计了低成本的双信道LoRa网关,并在此基础之上提出了一种新颖的速率自适应的双信道同步调度无线通信策略。该策略充分利用LoRa技术多扩频因子多数据率的特点,对网关不同距离范围内的终端节点自动分配不同的扩频因子以确保网络连通性,并通过MAC层同步调度,在保证监测网络大面积覆盖的同时,大大降低了无线信道碰撞的概率,提高了异常数据上传的实时性和终端节点的平均网络寿命。通过仿真和现场试验验证了本方案的有效性,系统可有效覆盖半径3 km的监测区域,100个终端节点的网络规模;对于视距通信,该策略的投递率从单一扩频因子的0.8提升到0.99,对于数据上传周期为10 s的快速通信,投递率从单一扩频因子的0.4提升到0.95以上;如采用3 600 mA·h锂电池,数据上传周期为10 min,终端节点寿命可达1 a。

主 题 词：水产养殖 监测 无线传感器网络 LoRa 同步 速率自适应 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 080904[080904] 0810[工学-土木类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080402[080402] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 081001[081001] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.020

馆 藏 号：203453402...