基于LoRa网络的救灾通信系统的设计与实现

王琳燕，谭有轩，李恩琦

（福州职业技术学院阿里巴巴大数据学院 福建 福州 350108）

1 引言

自然灾害发生后的72 h是国际公认的黄金救援时间，以唐山大地震为例，24 h救活率为81.0%，48 h救活率为53.7%，72 h救活率为36.7%，96 h的救活率下降到19.0%，120 h救活率仅为7.4%。因此，在灾害发生后的第一时刻保障通信，使外部了解灾情、使灾民发出求救信号、指导实施自救至关重要。在灾害发生后，因通信设施损坏、电力供应中断、交通中断等因素导致应急通信车辆难以进入现场。灾民的恐慌情绪又会导致通信系统过载，通信保障往往会遭受到灾难性的破坏。在通信中断的情况下，应急通信车辆一般需要一天甚至几天的时间才能进入现场，往往会错过黄金救援时间[1]。

目前，海事卫星电话与无线电通信等救援方案存在成本高昂、操作门槛高等弊端，普及率比较低，普通灾民无法使用。而普及率高的广播与电视等只能向灾民单向传递信息，无法让灾民向外界传递求救信息。本项目将利用LoRa低功耗、长距离物联网技术实现一种低成本、长覆盖、快速部署的应急通信方案。

2 系统设计和关键技术

本系统包括了用户交互网页端、LoRa长距离紧急通信、LoRa集中器、Net上位机数据处理四个模块。其中，LoRa通信模块接上ESP32能提供Wi-Fi接入点，供用户通过普通的消费电子产品（如手机、电脑）在蜂窝网络无法连接的情况下，能通过Wi-Fi连接LoRa应急网络。

LoRa是一种新型的无线通信技术，它基于线性扩频调制技术，具有通信距离远（15km以上）、功耗低、高链路预算等优点，解决了传统无线技术无法兼顾通信距离和功耗的难题[2]。……