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LoRa智慧农业应用

2021-04-16

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  LoRa无线网络是什么

  LoRa(远程)是一种非常适合物联网(IoT)应用程序的低功耗广域网技术。LoRa用于牲畜监视应用程序,在该应用程序中,将点对点模式配置为从传感器收集GPS和加速度计数据,并将收集到的数据中继到基站。

  例如智慧农场行业中,自由放养的牛监控就是一项具有挑战性的应用。因为电池供电的传感器必须小巧且节能,并且能够在无法预测的位置进行长距离的数据通信。我们提出了对现有LoRa网状网络协议的新颖更改,该协议通过使用GPS传感器启用的全局时间同步以及LoRa独有的并发传输特性,将能耗降至最低。网状布线阶段有效地发生在每个数据收集期间,使该方法非常适合于将高度移动的传感器联网。

  LoRa智慧农业应用原理

  LoRa网状网络体系结构,用于跟踪和监视自由放养牛的位置和活动。在建议的系统中,电池供电的传感器连接到牲畜,并定期收集GPS数据和加速度计数据并将其传输到基站。较长的传输距离和物理障碍(例如起伏的丘陵,树木和其他牲畜)要求将传感器网络配置为网格,从而允许收集的数据在到达基站之前在传感器之间进行中继。基站和传感器之间的数据传输是双向的,必须以超低的能耗实现。

  拟议的系统引入了一种协议,该协议能够在超过LoRa规定的距离上进行安全且能源优化的数据通信。拟议的框架使用GPS来使网络中的所有传感器时间同步到精确的唤醒时间,从而实现不频繁,安全且一致的数据交换网络的配置,从而将能耗降至最低。使用建议的系统的应用程序将受益于增加的数据传输范围和改进的数据包传递可靠性,同时将能耗降到最低。

  LoRa智慧农业应用面临的挑战及解决方案

  这项工作是由一个现实的自由放养牛监视应用程序激发的,该应用程序使用电池供电的传感器来收集GPS和加速度计数据,并通过LoRa传输到基站[13]。使用物联网设备监控散养牛所面临的挑战总结如下:

  1。牛的流动性很高,并且可以在偏远的农村,偏远地区移动很长的距离,从而使通信链接变得不可靠。

  2。牛充当大型电介质,并且可以吸收大量的射频传输能量,从而使IoT设备的通信范围取决于牛的方向。

  3。传感器包装必须小巧轻便,需要一个小的电池,这会造成能源受限的情况。

  通过LoRa传输网络,该网络使用相邻的牛作为中继器将传感器数据传输到LoRa基站。典型的网状网络协议不适合我们的牲畜监视应用程序,因为它们消耗大量能量、移动性能差且不安全。lora无线网络架构可以解决这些困难:

  1。利用GPS时间同步和LoRa并发传输功能来有效地从分布在较大地理区域的超低功率传感器收集数据。

  2。将轻量级加密和身份验证安全功能集成到LoRa网状网络中,以防止数据包嗅探,数据欺骗和智能拒绝服务(DoS)攻击。

  3。lora应用于新型的散养牛监控应用程序,这给确保可靠的数据包传送和超低能耗带来了重大挑战。可以开发传感器原型在牛场环境中进行实验验证。

标签 LoRa

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