基于LoRa技术的大体积混凝土测温节点设计

程廷果+许维东

摘 要：受施工现场条件限制，常规的无线网络节点多存在功耗高、传输距离短、信号穿透性差、数据稳定性不足等问题。设计并实现了一种基于LoRa（long range）技术的节点，給出了节点的软硬件系统设计方案。硬件包括SX1278、ds18b20单总线接口、msp430f149、w25q32和ds1302。软件包括底层驱动、系统框架和任务处理程序。将节点搭建为星型网进行测试，结果证明该节点工作稳定可靠，功耗较低，能满足大体积混凝土的测温要求。

关键词：LoRa技术；msp430f149；星型网；大体积混凝土测温

DOIDOI：10.11907/rjdk.171290

中图分类号：TP319

文献标识码：A 文章编号文章编号：1672-7800（2017）008-0111-03

0 引言

随着建筑行业的飞速发展，大体积混凝土越来越普遍，由此带来的温度引发裂缝问题受到工程界广泛关注[1-2]。为此，国家标准GB50496-2009规定大体积混凝土要进行现场检测和试验[3]。

目前，在我国建筑施工行业中，采用无线传感器网络（WSN）进行结构物和施工环境的安全监测已成为常态[4]。工程中常见的大体积混凝土温度监控周期一般为数月，监控测点相距往往数百米，网络节点之间经常存在临时障碍物等，导致包括ZigBee、433MHz在内的无线网络技术无法得到有效应用。

2013年8月，美国加利福利亚州的Semtech公司推出了一系列基于扩频调制技术的LoRa（long range）芯片[5]，该芯片在FSK调制方式下保持低功耗性能的同时，明显增加了通信距离，具有极强的抗干扰能力。LoRa作为一种调制技术，是线性调制扩频（CSS）的一个变种，与同类技术相比，可提供更长的通信距离，并具有前向纠错（FEC）功能； LoRa在接收灵敏度方面明显优于传统调制技术，其接收灵敏度高达-148dBm。……