4G+LoRa的全无线架构环境监测物联网系统

4G+LoRa的全无线架构环境监测物联网系统

一、系统背景人们越来越重视环境问题，为此北京创羿兴晟科技发展有限公司研发了多款LoRa产品,例LoRa控制终端CY-LRB-

102、LoRa检测终端CY-LRB-

101、LoRa控制终端CY-LRWT

02、LoRa检测终端CY-LRW-101等产品型号，还有多款产品正在研发中，通过LoRa窄带物联网技术实现对场所内环境，包括pm

2.

5、C02含量、光照、粉尘颗粒物浓度、环境温度气压等的监测，打造LoRa环境监测物联网系统，通过对环境的监测实现对环境状态的提前预警，实现从被动承受到主动防御的转变一台LoRa控制终端可连接16-32个环境传感器LoRa远距离通信，大大减少了中继的成本本系统可应用于工业园区、居民区、学校等各种需要监测实时环境状态的场景，实现对环境的实时监控和提前预警

二、系统组成及总体设计LoRa环境监测物联网系统由各种环境传感器、LoRa控制终端CY-LRB-

102.LoRa检测终端CY-LRB-10K DDC设备及云数据管理平台等几个部分组成系统总体网络拓扑结构如图1所示，主要包括环境数据管理中心、LoRa控制终端CY-LRB-

102、LoRa监测终端CY-LRB-101以及DDC设备，该系统LoRa控制终端CY-LRB-102与各类传感器以有线一对多方式相连，采集传感器的模拟量数据；LoRa控制终端CY-LRB-102与LoRa监测终端CY-LRB-101采用LoRa无线一对一的通信方式，传输传感器的模拟量数据;LoRa监测终端CY-LRB-101与DDC设备以有线多对一方式相连，将环境信息发送给DDC设备，并将数据上传到环境数据管理中心LoRa控制终端CY-LRB-102向下与传感器根据modbus通信规约通过RS485方式连接，向上借助LoRa网络的超长距离无线通信能力与LoRa监测终端CY-LRB-101通信;LoRa监测终端CY-LRB-101向上与DDC设备根据bacnet通信规约通过RS485方式连接，将采集的环境数据通过DDC设备传回环境数据管理中心LoRa控制终端CY-LRB-102与LoRa监测终端CY-LRB-101内都有modbus/bacnet通信规约机制，可根据需要转换通信机制若遇障碍物严重遮挡，导致LoRa控制终端CY-LRB-102与LoRa监测终端CY-LRB-101不能正常通信时，可增加中继节点以使采集的数据传输至LoRa监测终端CY-LRB-101o环境数据管理中心通过对采集数据的分析处理，智能分析每个接入传感器的状态，并转换成有价值的信息，供授权用户访问使用由此可见，该系统可实现上电即用、网络简单、数据上传、数据下发、抗干扰等功能，实现环境数据的采集与管理该系统不仅为环境数据管理中心提供查询和管理的便捷，还能提供智能决策，帮助管理中心提高服务水平Pm25CY4RB402modbus规约温度气RS48s接口STM32SX1278射频膜块压传感器lora无线CY-LRB-1O1bacnet规约DOC RS485接口STM32图2数据详细传输图

三、系统主要功能

3.1数据采集环境烟雾、pm

2.

5、C

02、温湿度等数据通过无线网络传递给云中心进行智能分析和处理；

3.2数据存储系统可对历史数据进行存储,形成知识库，以备随时进行处理和查询；

3.3数据分析系统将采集到的数值通过直观的形式向用户展示时间分布状况（折线图）和空间分布状况（场图），提供日报,月报等历史报表；

3.4远程控制用户在任何时间、任何地点通过任意能上网终端均可实现对环境烟雾、pm

2.

5、C

02、温湿度等数据进行远程查看；

3.5手机监控4G手机上可以实现与电脑终端同样功能，实时查看各种由传感器传来的数据

四、系统特性系统采用4G+LoRa的全无线架构，无需布线施工，维护成本低绿色、环保、无辐射传感网具有全网同步的超低功耗特性，无线采集终端使用两节碱性电池可工作3年以上；网络自动负载均衡，网络内所有无线节点功耗可评估，且功耗相仿自动组网、自维护、网络连接可视，全天候稳定运行无需人工干涉管理方式多样，可通过直接访问网关或网络服务器对所有的监控进行管理;管理软件界面良好，功能强大，保证数据的记录、分析及时准确，稳定可靠无线传感网独立工作，无需缴纳任何费用，多采集器数据统一通过一个网关发送，节省4G流量费。