LoRa環境監測物聯網係統

2018-07-19 15:05:22

 一、係統背景

  人們越來越重視環境問題,為此北京創羿興晟科技發展有限公司研發了多款LoRa產品,例LoRa控製終端CY-LRB-102、LoRa檢測終端CY-LRB-101、LoRa控製終端CY-LRW-102、LoRa檢測終端CY-LRW-101等產品型號,還有多款產品正在研發中,通過LoRa窄帶物聯網技術實現對場所內環境,包括pm2.5、CO2含量、光照、粉塵顆粒物濃度、環境溫度氣壓等的監測,打造LoRa環境監測物聯網係統,通過對環境的監測實現對環境狀態的提前預警,實現從被動承受到主動防禦的轉變。

  一台LoRa控製終端可連接16-32個環境傳感器。LoRa遠距離通信,大大減少了中繼的成本。本係統可應用於工業園區、居民區、學校等各種需要監測實時環境狀態的場景,實現對環境的實時監控和提前預警。

  二、係統組成及總體設計

  LoRa環境監測物聯網係統由各種環境傳感器、LoRa控製終端CY-LRB-102、LoRa檢測終端CY-LRB-101、DDC設備及雲數據管理平台等幾個部分組成。

  係統總體網絡拓撲結構如圖1所示,主要包括環境數據管理中心、LoRa控製終端CY-LRB-102、LoRa監測終端CY-LRB-101以及DDC設備,該係統LoRa控製終端CY-LRB-102與各類傳感器以有線一對多方式相連,采集傳感器的模擬量數據;LoRa控製終端CY-LRB-102與LoRa監測終端CY-LRB-101采用LoRa無線一對一的通信方式,傳輸傳感器的模擬量數據;LoRa監測終端CY-LRB-101與DDC設備以有線多對一方式相連,將環境信息發送給DDC設備,並將數據上傳到環境數據管理中心。

  LoRa控製終端CY-LRB-102向下與傳感器根據modbus通信規約通過RS485方式連接,向上借助LoRa網絡的超長距離無線通信能力與LoRa監測終端CY-LRB-101通信;LoRa監測終端CY-LRB-101向上與DDC設備根據bacnet通信規約通過RS485方式連接,將采集的環境數據通過DDC設備傳回環境數據管理中心。LoRa控製終端CY-LRB-102與LoRa監測終端CY-LRB-101內都有modbus/bacnet通信規約機製,可根據需要轉換通信機製。若遇障礙物嚴重遮擋,導致LoRa控製終端CY-LRB-102與LoRa監測終端CY-LRB-101不能正常通信時,可增加中繼節點以使采集的數據傳輸至LoRa監測終端CY-LRB-101。

  環境數據管理中心通過對采集數據的分析處理,智能分析每個接入傳感器的狀態,並轉換成有價值的信息,供授權用戶訪問使用。由此可見,該係統可實現上電即用、網絡簡單、數據上傳、數據下發、抗幹擾等功能,實現環境數據的采集與管理。該係統不僅為環境數據管理中心提供查詢和管理的便捷,還能提供智能決策,幫助管理中心提高服務水平。

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圖1 係統拓撲圖

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圖2 數據詳細傳輸圖

  三、係統主要功能

  3.1 數據采集

  環境煙霧、pm2.5、CO2、溫濕度等數據通過無線網絡傳遞給雲中心進行智能分析和處理;

  3.2 數據存儲

  係統可對曆史數據進行存儲,形成知識庫,以備隨時進行處理和查詢;

  3.3 數據分析

  係統將采集到的數值通過直觀的形式向用戶展示時間分布狀況(折線圖)和空間分布狀況(場圖),提供日報,月報等曆史報表;

  3.4 遠程控製

  用戶在任何時間、任何地點通過任意能上網終端均可實現對環境煙霧、pm2.5、CO2、溫濕度等數據進行遠程查看;

  3.5 手機監控

  4G手機上可以實現與電腦終端同樣功能,實時查看各種由傳感器傳來的數據。

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圖4 係統界麵

  四、係統特性

  係統采用4G+LoRa的全無線架構,無需布線施工,維護成本低。

  綠色、環保、無輻射傳感網具有全網同步的超低功耗特性,無線采集終端使用兩節堿性電池可工作3年以上;網絡自動負載均衡,網絡內所有無線節點功耗可評估,且功耗相仿自動組網、自維護、網絡連接可視,全天候穩定運行無需人工幹涉管理方式多樣,可通過直接訪問網關或網絡服務器對所有的監控進行管理;管理軟件界麵良好,功能強大,保證數據的記錄、分析及時準確,穩定可靠無線傳感網獨立工作,無需繳納任何費用,多采集器數據統一通過一個網關發送,節省4G流量費。

  五、產品介紹

  5.1 LoRa控製終端CY-LRB-102

  產品圖片

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圖 CY-LRB-102

  DO1~DO8:開關控製接口,可控製繼電器終端1~8繼電器的開關狀態。

  DI1~DI5:為檢測到的開關,會將終端檢測到的開關狀態映射過來。

  電源指示燈:為電源指示燈。

  信號控製反饋燈:每次控製端的改變會伴隨一次信號反饋,燈會閃爍一次。

  產品規格

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  5.2 LoRa監測終端CY-LRB-101

  產品圖片

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圖5 CY-LRB-101

  產品規格

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