基于低功耗广域网的海岛水产养殖环境监测系统研制

TP393.1; 针对海岛环境中水产养殖区域分散、工作环境恶劣、人工巡检不便等问题,设计了基于低功耗广域物联网的海岛养殖环境监测系统.系统包括集成Arduino和传感器的终端采集节点,通过LoRa技术实现数据汇总和远距离传输的汇聚网关,利用Python与PostgreSQL开发用于数据接收、存储、处理、访问和控制的后台监测系统.通过对网络拓扑复杂度、能耗等方面的评估,表明在海岛环境下部署水产养殖环境监测系统,相比传统Zigbee多跳无线传感网,采用LoRaWAN,其单跳节点覆盖范围更大,而网络复杂度、能耗等更优.测试表明该系统能以较低功耗实现整片区域内远距离数据采集,有效传输养殖区水体环境数据...

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Published in农业工程学报 Vol. 34; no. 24; pp. 184 - 191
Main Authors 金光, 高子航, 江先亮, 朱家骅
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 宁波大学信息科学与工程学院,宁波,315211 15.12.2018
Subjects
低功耗广域网
监测系统
无线传感网络
海岛环境
水产养殖
环境监测
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.022

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Summary:TP393.1; 针对海岛环境中水产养殖区域分散、工作环境恶劣、人工巡检不便等问题,设计了基于低功耗广域物联网的海岛养殖环境监测系统.系统包括集成Arduino和传感器的终端采集节点,通过LoRa技术实现数据汇总和远距离传输的汇聚网关,利用Python与PostgreSQL开发用于数据接收、存储、处理、访问和控制的后台监测系统.通过对网络拓扑复杂度、能耗等方面的评估,表明在海岛环境下部署水产养殖环境监测系统,相比传统Zigbee多跳无线传感网,采用LoRaWAN,其单跳节点覆盖范围更大,而网络复杂度、能耗等更优.测试表明该系统能以较低功耗实现整片区域内远距离数据采集,有效传输养殖区水体环境数据.网络生存期与传输可靠性测试表明,当传感器节点采用3.7 V/4200 mAh锂电池,上传周期为30 min时,监测网络的有效生存期理论上可达2.4 a;在800 m通信范围内,发射功率为20 mW时,节点丢包率小于3.6％,具有较高的通信可靠性.该研究可为水产养殖生产和物联网应用研究提供有效参考.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.022