分析lora傳輸?shù)乃a(chǎn)檢測系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用研究

包芳

摘要：Lora無線傳輸技術(shù)從20世紀(jì)80年代掀起于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的高潮，主要結(jié)合GPRS技術(shù)和GSM技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究出的一種新型檢測技術(shù)形式。目前，國內(nèi)據(jù)均數(shù)據(jù)顯示水產(chǎn)品呈現(xiàn)出飛速增長水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的趨勢速度最快，可以說我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對世界水產(chǎn)養(yǎng)殖有著極大的貢獻(xiàn)。分析我國水產(chǎn)品的組成部分，漁業(yè)最主要的發(fā)展趨勢是以捕撈野生魚發(fā)展成為養(yǎng)殖漁業(yè)為重點。本文主要闡述了設(shè)計自動控制、監(jiān)測水產(chǎn)品養(yǎng)殖的一套管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)無人看管式管控水產(chǎn)品養(yǎng)殖業(yè)的監(jiān)測、控制效果，從而提高養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展效率。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)：Lora無線傳輸技術(shù);監(jiān)測：控制;

前言

隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，人民對水產(chǎn)品的需求不斷提升?；贚ora無線傳輸技術(shù)基礎(chǔ)上，研究新型檢測代替GPRS技術(shù)和GSM技術(shù)形式，對比以往的信號檢測相比，應(yīng)用Lora無線傳輸技術(shù)能夠進(jìn)一步增強短距離傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。利用Lora無線傳輸技術(shù)發(fā)展Lora無線傳輸技術(shù)進(jìn)行探究。其中LoRa系統(tǒng)主要是由計算機、基站、通訊系統(tǒng)、組成的通訊控制系統(tǒng)，LoRa相比與其它通訊控制系統(tǒng)具有在功率相同的情況通訊控制范圍更廣的有點，因此LoRa系統(tǒng)在市場上廣受歡迎。

1研究水產(chǎn)品養(yǎng)殖技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

首先，我國生產(chǎn)水產(chǎn)品養(yǎng)殖業(yè)亞硝酸鹽監(jiān)測產(chǎn)品的廠家十分的多，以比較有名的陸恒生物為例，其公司生產(chǎn)的亞硝酸鹽快速監(jiān)測試紙具有體積小攜帶方便、監(jiān)測速度塊、監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確、價格低廉等優(yōu)秀特性，但此類產(chǎn)品存在操作人時常發(fā)生度數(shù)錯誤的時間，這時由于該產(chǎn)品的監(jiān)測范圍在0.005到0.3毫克每升，但其監(jiān)測讀數(shù)的階梯速度為0.05，由于階梯速度小，很容易造成操作者識別不清發(fā)生誤讀事件。人們廣泛的應(yīng)用在遠(yuǎn)距離、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)無線通信市場，能夠?qū)崿F(xiàn)信息遠(yuǎn)距離傳輸?shù)木哂休^大容量的傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具體包含433、470、868、915MHz等接收靈敏度功能，可以提高20～25dB信號的傳輸功能，具有方便快捷、靈敏特點[1]。

其次，科技的發(fā)展無限通訊技術(shù)的紅外（IrDA）技術(shù)、藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)、紫蜂（ZigBee）技術(shù)、超寬帶（UWB）技術(shù)、射頻識別（RFID）技術(shù)等實現(xiàn)射頻識別（RFID）技術(shù)射頻識別（RFID）技術(shù)讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)功能，Lora無線傳輸技術(shù)是美國公司研發(fā)和推廣的一種基于擴頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離信息無線傳輸方案，和其他無線通信技術(shù)相比，LoRa通信技術(shù)具有傳輸距離長、消耗低、成本低、方便部署的特點。典型的頻段主要有125KHz、13.56MHz、433MHz、860～960MHz、2.4GHz、5.8GHz等等。不同頻段的應(yīng)用領(lǐng)域不同，主要應(yīng)用領(lǐng)域有以IC卡形式的智能交通、門禁、物流托盤追蹤管理、公路收費等領(lǐng)域。這種通信方式具有動態(tài)實時通信好、安全性高、模塊成本低、數(shù)據(jù)讀取方便、開發(fā)容易等優(yōu)點。

再次，LoRa技術(shù)在本質(zhì)上是擴頻調(diào)制技術(shù)，借助信息科技發(fā)展背景下的數(shù)字信號處理技術(shù)和糾錯編碼技術(shù)形式能夠有效處理冗余的信息，且在操作的時候會及時糾正錯誤的代碼，LoRa調(diào)制碼片的可配置范圍為比較廣闊，在范圍內(nèi)的無線電頻譜進(jìn)行長距離的傳輸，能夠直接從噪聲中提取數(shù)據(jù)信息，提取的數(shù)據(jù)數(shù)量和擴頻因子存在密切的關(guān)聯(lián)。而不需要識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立接觸。按照工作頻率的不同可以分為中低頻段和高頻段。因水質(zhì)環(huán)境情況監(jiān)測系統(tǒng)的傳輸方式包含RS232有線傳輸方式、4-20mA電流有線傳輸方式、光線網(wǎng)絡(luò)無線傳輸、北斗衛(wèi)星傳輸?shù)葌鬏敺绞?，所以適合應(yīng)用的傳輸距離和傳輸范圍不同，解決了遠(yuǎn)程傳輸?shù)募夹g(shù)和距離問題，但是對于水利樞紐、水文站內(nèi)短距離傳輸在當(dāng)前沒有提出明確的解決方案。

總之，對于水量、水位、水流量等信息大多采用的是超短波的方式進(jìn)行傳輸，且在信息傳播的過程中需要對周圍站點的頻率資源進(jìn)行規(guī)劃。發(fā)展養(yǎng)殖漁業(yè)設(shè)計出一整套可以在線的無人監(jiān)測養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)的監(jiān)測系統(tǒng)，對于提高水產(chǎn)品養(yǎng)殖業(yè)的效率有著十分重要的意義，該監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有能夠在線、連續(xù)對水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)進(jìn)監(jiān)測。應(yīng)用LoRa無線通信技術(shù)形式，基于LoRa低功耗超遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)的水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)。結(jié)合GPRS、4G、云計算技術(shù)、手機App開發(fā)等實現(xiàn)對水質(zhì)的溶解氧含量、酸堿度值、電導(dǎo)率、溫度等的在線監(jiān)控;從硬件、通信、軟件等方面介紹了系統(tǒng)設(shè)計過程。系統(tǒng)從整體上提高了水質(zhì)檢測的實時性、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，同時可對水體的各種安全隱患進(jìn)行實時監(jiān)控和預(yù)警。應(yīng)用實驗表明，本系統(tǒng)功能全面，實時性能強，監(jiān)測數(shù)據(jù)精確度高，對推動水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化、集約化、信息化水平有實用價值。

2?LoRa無線通信技術(shù)功能分析

2.1功能與性能指標(biāo)

1.LoRa組網(wǎng)通信功能：通過通信基站向全部設(shè)備或者特定的設(shè)備廣播信息、發(fā)送指令;通信基站同時接收16個設(shè)備的上傳數(shù)據(jù)。

2.LoRa通信加密功能：為了保障通訊傳輸?shù)陌踩?，需要對通訊進(jìn)行進(jìn)行加密處理;

3.設(shè)備命名功能：用戶可以根據(jù)自己的喜好對設(shè)備進(jìn)行編輯名稱的操作，名字可長期不變也可根據(jù)用戶需求進(jìn)行改變。

4.485通信功能：在該模塊下進(jìn)行通訊、信息傳輸需按照特點的方式以及數(shù)據(jù)格式才能完成通訊、信息傳輸。

5.調(diào)試界面軟件功能：主要由顯示屏以及各種操作控制按鈕組成。通過顯示屏操作者可以看到時時監(jiān)測的各項數(shù)據(jù)，還可以看到設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，包括設(shè)備的運轉(zhuǎn)時間、參數(shù)設(shè)置、報警次數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸時間等，同時用戶可以通過按鈕對以前的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，數(shù)據(jù)的打印業(yè)十分的方便。

2.2增氧、投飼無線遠(yuǎn)程控制

控制整套設(shè)備的集散控制方式，可以操作者根據(jù)經(jīng)驗認(rèn)為設(shè)置或者軟件設(shè)置氧濃度的范圍[2]。通過中央控制室對監(jiān)測設(shè)備采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)氧濃度低于設(shè)定值的時候，中央控制室就會控制設(shè)備進(jìn)行加氧處理，從而實現(xiàn)魚塘的自動增氧控制系統(tǒng)具有以下幾點優(yōu)勢：

①控制方式靈活：可以根據(jù)認(rèn)為經(jīng)驗進(jìn)行增氧、投料時間次數(shù)的設(shè)置，等到時間到了自動按照設(shè)置步奏，同時也可以通過軟件對數(shù)據(jù)的分析，通過軟件實現(xiàn)對增氧、投料的動作;

②自動化程度高;

③數(shù)據(jù)無線傳輸：可進(jìn)行遠(yuǎn)程無線控制。

④增氧在線控制：該系統(tǒng)對增氧系統(tǒng)的控制，主要是根據(jù)在線監(jiān)測設(shè)備現(xiàn)監(jiān)測魚塘氧濃度的實際含量，當(dāng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)與設(shè)定的氧濃度上下限產(chǎn)生偏差的時候，中央控制器就會根據(jù)實際情況控制增氧設(shè)備的開始、關(guān)閉，實現(xiàn)對魚塘氧濃度的控制系統(tǒng)[3]，如圖1所示。

3結(jié)語

自動化程度控制水產(chǎn)養(yǎng)殖亞硝酸鹽氮在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過研究pH值、溫度、顯色時間等因素對監(jiān)測結(jié)果的影響，找出最佳的監(jiān)測條件，并給出適當(dāng)?shù)奶幚矸桨?。借助ADC電路把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量信號發(fā)送給主控芯片處理，實現(xiàn)最終反饋的數(shù)據(jù)是電壓信數(shù)據(jù)會存在一定誤差，需要通過實驗和數(shù)據(jù)分析及實驗采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

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