【論文精選】新一代低功耗廣域物聯網海島水產養殖環境監測系統

2020-11-28 中國水產養殖網

【論文精選】新一代低功耗廣域物聯網海島水產養殖環境監測系統

2019-01-11 17:29:00  水產養殖網  出處:農業工程學報        瀏覽量: 6020 次 我要評論
《農業工程學報》2018年第34卷第24期刊載了寧波大學金光、高子航、江先亮和朱家驊的論文——「基於低功耗廣域網的海島水產養殖環境監測系統研製」。該研究由國家自然科學基金(項目號:61601252)等資助。

作為新一代物聯網技術,低功耗廣域網能以低速率進行遠距離通信,其中LoRa運行於ISM免授權頻段(433/868/915&nbspMHz等),可由用戶自建,單跳距離達數百上千米。而傳統Zigbee多跳無線傳感網,其單跳距離僅幾十米,長距離需多跳中繼轉發,實際效果不盡如人意。
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該研究在長約900&nbspm、寬約850&nbspm的浙江某海島水產養殖環境中實地構建LoRa廣域物聯網,開發實現了監測系統,對養殖區水體的濁度、pH值、水位、水溫等環境數據進行感知、收集、傳輸、存儲和處理,並測試了網絡生存期與傳輸可靠性,技術指標良好。
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系統優勢主要是傳輸距離遠、成本低廉及部署方便。圖1為採用傳統Zigbee傳感網,網絡複雜,節點眾多。圖2為採用LoRa廣域網,單節點傳輸距離大幅提升,節點數量減少,部署維護簡便。節點單跳距離可達800&nbspm左右,通信可靠性良好,整套網絡器件(傳感器+終端節點+網關)成本約為數千元。
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實際部署網絡時,部分節點位置位於養殖區域中心水面,人員不易到達,且難以方便放置終端傳感器,我們設計實現了搭載終端傳感器的遙控無人船(圖3)。
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為節約成本,將LoRa網關與樹莓派相接,通過樹莓派內置無線網卡,接入網際網路。圖4為後臺監測系統界面,可查看採集的數據。
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低功耗廣域物聯網適合區域分散、環境惡劣、人工巡檢不便的海島水產養殖環境,本系統各項技術指標符合實際需求,整體方案有較強應用價值,能為水產養殖生產和物聯網應用研究提供參考。

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