基于LoRaWAN的智慧农业系统①

张美平,陈清建,张少敏,郭 毅

1(福建师范大学 数学与信息学院,福州 350117)

2(福建省网络安全与密码技术重点实验室,福州 350007)

在低功耗广域网技术兴起之前,大多数的无线技术都难以做到远距离和低功耗的兼顾.目前大部分的智慧农业系统采用ZigBee 无线通信技术进行数据传输.虽然ZigBee 技术满足智慧农业对于低功耗、低成本的需求,但其却无法满足远距离传输的需求,这在无形之中增加了中继节点的开销.同时,ZigBee 技术在高频率通信的情况下有着信号衰减快的问题,易受到其他信号的干扰,从而影响有效数据的传输,已难以满足目前智慧农业系统的数据传输需求[1].远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)作为非授权频谱的低功率广域网络(Low-Power Wide-Area Network,LPWAN)的一种新兴技术,具有远距离通信的优点外,也有低成本、多节点、低功耗、抗干扰性强等优势[2].LoRaWAN 是基于LoRa 远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构,目前已经成为LPWAN 中重要的技术标准之一.

近几年国内外开展了一系列对LoRaWAN 智慧农业应用系统方案设计的研究.在国内,赵兰枝提出了基于LoRaWAN 物联网技术的农田环境监测系统研究相关的设计方案,给出了系统实现所需结构与功能框架,为开发一个LoRaWAN 农业应用系统提供了不错的框架思路基础[3]；刘映江分析了低功耗广域网在农田监测中的应用价值,也设计了一套LoRaWAN 智慧农业监测系统,并介绍了相关硬件平台实现与技术原理[4].在国外,Ibrahim 等将LoRaWAN 技术应用在了智慧蘑菇屋来达到控制屋内……