LoRa環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)詳解

一、系統(tǒng)背景

人們越來越重視環(huán)境問題，為此北京創(chuàng)羿興晟科技發(fā)展有限公司研發(fā)了多款LoRa產(chǎn)品，例LoRa控制終端CY－LRB－102、LoRa檢測終端CY－LRB－101、LoRa控制終端CY－LRW－102、LoRa檢測終端CY－LRW－101等產(chǎn)品型號(hào)，還有多款產(chǎn)品正在研發(fā)中，通過LoRa窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對場所內(nèi)環(huán)境，包括pm2．5、CO2含量、光照、粉塵顆粒物濃度、環(huán)境溫度氣壓等的監(jiān)測，打造LoRa環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，通過對環(huán)境的監(jiān)測實(shí)現(xiàn)對環(huán)境狀態(tài)的提前預(yù)警，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)承受到主動(dòng)防御的轉(zhuǎn)變。

一臺(tái)LoRa控制終端可連接16－32個(gè)環(huán)境傳感器。LoRa遠(yuǎn)距離通信，大大減少了中繼的成本。本系統(tǒng)可應(yīng)用于工業(yè)園區(qū)、居民區(qū)、學(xué)校等各種需要監(jiān)測實(shí)時(shí)環(huán)境狀態(tài)的場景，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控和提前預(yù)警。

二、系統(tǒng)組成及總體設(shè)計(jì)

LoRa環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由各種環(huán)境傳感器、LoRa控制終端CY－LRB－102、LoRa檢測終端CY－LRB－101、DDC設(shè)備及云數(shù)據(jù)管理平臺(tái)等幾個(gè)部分組成。

系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括環(huán)境數(shù)據(jù)管理中心、LoRa控制終端CY－LRB－102、LoRa監(jiān)測終端CY－LRB－101以及DDC設(shè)備，該系統(tǒng)LoRa控制終端CY－LRB－102與各類傳感器以有線一對多方式相連，采集傳感器的模擬量數(shù)據(jù)；LoRa控制終端CY－LRB－102與LoRa監(jiān)測終端CY－LRB－101采用LoRa無線一對一的通信方式，傳輸傳感器的模擬量數(shù)據(jù)；LoRa監(jiān)測終端CY－LRB－101與DDC設(shè)備以有線多對一方式相連，將環(huán)境信息發(fā)送給DDC設(shè)備，并將數(shù)據(jù)上傳到環(huán)境數(shù)據(jù)管理中心。

LoRa控制終端CY－LRB－102向下與傳感器根據(jù)modbus通信規(guī)約通過RS485方式連接，向上借助LoRa網(wǎng)絡(luò)的超長距離無線通信能力與LoRa監(jiān)測終端CY－LRB－101通信；LoRa監(jiān)測終端CY－LRB－101向上與DDC設(shè)備根據(jù)bacnet通信規(guī)約通過RS485方式連接，將采集的環(huán)境數(shù)據(jù)通過DDC設(shè)備傳回環(huán)境數(shù)據(jù)管理中心。LoRa控制終端CY－LRB－102與LoRa監(jiān)測終端CY－LRB－101內(nèi)都有modbus／bacnet通信規(guī)約機(jī)制，可根據(jù)需要轉(zhuǎn)換通信機(jī)制。若遇障礙物嚴(yán)重遮擋，導(dǎo)致LoRa控制終端CY－LRB－102與LoRa監(jiān)測終端CY－LRB－101不能正常通信時(shí)，可增加中繼節(jié)點(diǎn)以使采集的數(shù)據(jù)傳輸至LoRa監(jiān)測終端CY－LRB－101。

環(huán)境數(shù)據(jù)管理中心通過對采集數(shù)據(jù)的分析處理，智能分析每個(gè)接入傳感器的狀態(tài)，并轉(zhuǎn)換成有價(jià)值的信息，供授權(quán)用戶訪問使用。由此可見，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)上電即用、網(wǎng)絡(luò)簡單、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)下發(fā)、抗干擾等功能，實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集與管理。該系統(tǒng)不僅為環(huán)境數(shù)據(jù)管理中心提供查詢和管理的便捷，還能提供智能決策，幫助管理中心提高服務(wù)水平。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖2 數(shù)據(jù)詳細(xì)傳輸圖

三、系統(tǒng)主要功能

3．1 數(shù)據(jù)采集

環(huán)境煙霧、pm2．5、CO2、溫濕度等數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給云中心進(jìn)行智能分析和處理；

3．2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

系統(tǒng)可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，形成知識(shí)庫，以備隨時(shí)進(jìn)行處理和查詢；

3．3 數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)將采集到的數(shù)值通過直觀的形式向用戶展示時(shí)間分布狀況（折線圖）和空間分布狀況（場圖），提供日報(bào)，月報(bào)等歷史報(bào)表；

3．4 遠(yuǎn)程控制

用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過任意能上網(wǎng)終端均可實(shí)現(xiàn)對環(huán)境煙霧、pm2．5、CO2、溫濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程查看；

3．5 手機(jī)監(jiān)控

4G手機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)與電腦終端同樣功能，實(shí)時(shí)查看各種由傳感器傳來的數(shù)據(jù)。

圖4 系統(tǒng)界面

四、系統(tǒng)特性

系統(tǒng)采用4G＋LoRa的全無線架構(gòu)，無需布線施工，維護(hù)成本低。

綠色、環(huán)保、無輻射傳感網(wǎng)具有全網(wǎng)同步的超低功耗特性，無線采集終端使用兩節(jié)堿性電池可工作3年以上；網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)負(fù)載均衡，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有無線節(jié)點(diǎn)功耗可評估，且功耗相仿自動(dòng)組網(wǎng)、自維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)連接可視，全天候穩(wěn)定運(yùn)行無需人工干涉管理方式多樣，可通過直接訪問網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對所有的監(jiān)控進(jìn)行管理；管理軟件界面良好，功能強(qiáng)大，保證數(shù)據(jù)的記錄、分析及時(shí)準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠無線傳感網(wǎng)獨(dú)立工作，無需繳納任何費(fèi)用，多采集器數(shù)據(jù)統(tǒng)一通過一個(gè)網(wǎng)關(guān)發(fā)送，節(jié)省4G流量費(fèi)。

五、產(chǎn)品介紹

5．1 LoRa控制終端CY－LRB－102

產(chǎn)品圖片

圖 CY－LRB－102

DO1～DO8：開關(guān)控制接口，可控制繼電器終端1～8繼電器的開關(guān)狀態(tài)。

DI1～DI5：為檢測到的開關(guān)，會(huì)將終端檢測到的開關(guān)狀態(tài)映射過來。

電源指示燈：為電源指示燈。

信號(hào)控制反饋燈：每次控制端的改變會(huì)伴隨一次信號(hào)反饋，燈會(huì)閃爍一次。

審核編輯：符乾江