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【论文精选】新一代低功耗广域物联网海岛水产养殖环境监测系统

2019-01-11 17:29:00  水产养殖网  出处:农业工程学报        浏览量: 8188 次 咪牌百家乐
《农业工程学报》2018年第34卷第24期刊载了宁波大学金光、高子航、江先亮和朱家骅的论文——“基于低功耗广域网的海岛水产养殖环境监测系统研制”。该研究由国家自然科学基金(项目号:61601252)等资助。

作为新一代物联网技术,低功耗广域网能以低速率进行远距离通信,其中LoRa运行于ISM免授权频段(433/868/915 MHz等),可由用户自建,单跳距离达数百上千米。而传统Zigbee多跳无线传感网,其单跳距离仅几十米,长距离需多跳中继转发,实际效果不尽如人意。
 
该研究在长约900 m、宽约850 m的浙江某海岛水产养殖环境中实地构建LoRa广域物联网,开发实现了监测系统,对养殖区水体的浊度、pH值、水位、水温等环境数据进行感知、收集、传输、存储和处理,并测试了网络生存期与传输可靠性,技术指标良好。
 
系统优势主要是传输距离远、成本低廉及部署方便。图1为采用传统Zigbee传感网,网络复杂,节点众多。图2为采用LoRa广域网,单节点传输距离大幅提升,节点数量减少,部署维护简便。节点单跳距离可达800 m左右,通信可靠性良好,整套网络器件(传感器+终端节点+网关)成本约为数千元。
 
实际部署网络时,部分节点位置位于养殖区域中心水面,人员不易到达,且难以方便放置终端传感器,我们设计实现了搭载终端传感器的遥控无人船(图3)。
 
为节约成本,将LoRa网关与树莓派相接,通过树莓派内置无线网卡,接入互联网。图4为后台监测系统界面,可查看采集的数据。
 
低功耗广域物联网适合区域分散、环境恶劣、人工巡检不便的海岛水产养殖环境,本系统各项技术指标符合实际需求,整体方案有较强应用价值,能为水产养殖生产和物联网应用研究提供参考。
投稿信箱:tougao@shuichan.cc
发布人:汪杨
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