基于LoRa技术的无线环境监测方案

基于LoRa技术的无线环境监测方案

方案背景

  进入到21世纪，尤其是最近几年，科技水平不断提高，社会经济飞速发展，但随之而来的也有负面影响，比如环境问题。怎样将不断提高的科技水平运用的环境保护上将成为接下来很长一段时间的重要研究课题。

    近几年来，物联网的概念越来越被人们熟知，打造智慧城市、智慧生活、智慧农业等课题不断被人们提出。博特数通紧随市场潮流，依托物联网技术，提出了将LPWAN（低功耗广域网）技术与环境监测相结合的方案。使的科技水平运用于最迫切的生产生活需求。

    LoRaWAN技术是近年来LPWAN领域势头最足、前景网络规范之一。依靠低功耗、远距离、大容量、低成本等特点，使其在工业传感器监测领域的地位不可撼动。博特数通结合LoRaWAN+LTE技术，推出结合BM401LP系列LoRaWAN模块和BGO141系列物联网网关支撑的无线环境监测方案，打造智慧生态，创造更好的未来。

需求分析

1.监测点分布比较多且比较分散

2.使用传统运营商网络成本较高

3.监测点使用传统路由器或DTU供电困难

4.监测点距离较远，网络覆盖难度高

5.对设备的可靠性和安全性要求较高，室外安装防护等级要求较高

方案概述

针对重点监测区域、工业园区以及其他环境监测点比较密集的环境监测区域，数据回传成本高，受供电限制较严重等问题，博特数通利用LPWAN技术，推出了一套基于LoRa+LTE无线传输技术的环境监测传输解决方案。

方案需在监测区域的中心位置架设物联网网关，通过在监测站或监测点增加LoRa模块，实现监测点与物联网网关的数据汇聚；再由物联网网关集中通过运营商网络或LTE专网进行转发；环境监测平台通过互联网与物联网网关实现通信，从而实现对于现场监测数据的实时采集。

·接入网数据采集

       LoRa通信模块采用低功耗设计，一般传输模式两节七号电池可支持5年，极限模式可支持10年，不但支持安装在大型监测站，甚至可搭配电池供电传感器使用，不再增加原有设备的供电量，相比传统GPRS DTU数据回传，降低了整体的功耗，降低了对供电设备的压力。

除此之外，接入网容量大，支持5000+的监测点接入，单个物联网网关覆盖半径5km，从而可支持半径约5km范围内的传感器/监测网络的数据传输。

·网关数据回传

物联网网关回传可接入运营商网络，支持移动、联通、电信制式，支持APN/VPDN业务，同时支持IPSEC、L2TP等VPN协议，网关回传设备的可靠性。

物联网网关作为监测系统的核心设备，采用工业设计，采用软/硬件看门狗设计，支持链路监测功能，当设备掉线时，可自动重启寻找无线网络。网关设备采用IP67设计，使用温度-40℃~70℃，适合野外恶劣环境使用。

方案特点

1.适合针对监测点大规模部署的情况。

2.相比GPRS透传方案，成本低，并便于统一管理。

3.低功耗，监测通信模块可电池供电，可配合电池供电传感器使用；

4.传输距离远，监测点与网管可实现5km传输；

5.组网限制少，监测站-物联网网关；网关-监测平台均采用无线方式；

6.可靠性高，网管采用工业级设计，支持链路监测以及软硬件看门狗，实现设备故障自愈；

7.采用IP67设计，使用温度-40℃~70℃，适合野外恶劣环境使用。

设备介绍

·标准LoRaWAN模块

产品图片

产品特点

1.兼容 LoRaWAN class-A 协议

2.的64-bit 标识码

3.支持 4 个频段和 16 路信道

4.传输距离 > 5000 米

5.频率范围410MHz-510MHz

6.灵敏度-137dBm

7.发射电流 120mA(20dBm)

8.超低待机电流 1.3uA

9.接收电流 13mA

10.超小尺寸(34.5mm x 20mm x 6.0mm)

·标准LoRaWAN网关

产品图片

产品特点

1.Lora 调制

2.正交编码

3.灵敏度到-142dBm

4.基于 SX1301 处理器

5.可支持到98信道

6.64位的编码

7.支持16个频点

8.城市环境通信距离 > 5000 m

9.频点支持 410MHz-510MHz

10.发射功率23dBm