3、硬件与软件平台。无线传感器网络的发展很大层度上取决于能否研制和开发出适用传感器网络的低成本、低功耗的硬件和软件平台。目前,主流低功耗传感器硬件和软件平台都采用了低功耗电路与系统设计技术和功耗管理技术,这些平台的出现促进了无线传感器网络的应用和发展。使用无线传感器,组织可以监视其场所,识别可l疑活动,并跟踪有价值的资产。传感器节点硬件平台可分为3类:增强型通用个人计算机、传感器节点和基于片上系统的传感器节点。软件平台,典型软件平台包括:TinyOS、nesC、TinyGALS等。
LoRaWAN网络1 LoRaWAN网络架构
LoRaWAN网络架构,由终端节点、网关、网络服务器及应用服务器组成。终端节点采用单跳与一个或多个网关通信。设计时,需根据应用场景满足低功耗、广域连接要求。网关是传输的中介,起到中继器的作用,将终端节点与网络服务器互通。2008年我国某大型钢厂一台高炉鼓风机叶片因振动折断,导致了该高炉停产,直接经济损失达千万元。节点与网关基于LoRa调制传输信息,而与服务器则通过广域通信方式连接。所有节点与网关之间双向通信,支持云端升级。网络服务器是将采集到的信息进行存储与处理,提供给应用服务器,供客户使用。
LORA振动传感器NEC指标定义及特点:
(1)数据包接收率:反映整个网络性能指标,可用来评估系统性能。其中NRr 为网络接收到的数据包数目;Sent 是网络发送的数据包数目。
(2)数据包碰撞率:在其他相关条件不变,终端节点数越多,发送的数据包数目越多,数据包的碰撞率越高。它的数值与数据包的SF(扩频因子)、BW(带宽)、CR(编码率)、ATD(到达网关时间差)、AP(到达功率)等参数有关,定义为:其中Nc 为网络中产生碰撞的数据包数目;Sent 是网络发送的数据包数目。对于传统的无线网络(如蜂窝通信系统、无线局域网、移动自组网等)来说,大部分通信协议的设计都考虑无线传感器的特殊问题,因此不能直接在传感器网络中使用。
(3)网络能量消耗:即LoRa网络功耗总和,与Rt (数据包传输时间)、Px (发射功率)、V (节点工作电压)、Ns (数据包数目)有关。
LORA振动传感器毫米级定位有超宽带(Ultra Wide Band,UWB)无载波通信技术,频谱范围宽、脉冲持续时间短,可实现测距,但定位范围小,且易受外界影响 ;几十厘米级定位有GPS+GPRS定位技术,覆盖范围较广、网内通信能力较强,但能量消耗高、易被干扰;米级定位有WiFi、蓝牙定位技术,精度范围分别是2 m左右、3~15 m。LPWAN具有覆盖范围广、功耗低、通信距离长的特点。应用在LPWAN中的节点定位算法必须满足定位范围广、定位功耗低、定位不易受环境干扰的要求。通过数据碰撞、网络可扩展性、路径损耗模型,基于离散事件方法模拟单个基l站覆盖,得出对应参数配置下的网络数据包获取率、数据包碰撞率及网络能量消耗情况。本文提出基于TDOA的LoRa定位。
以上信息由专业从事粉碎机振动传感器品牌的拓芯电子于2020/6/27 2:05:35发布
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