無(wú)線傳感器

在公用事業(yè)管理方面，無(wú)線傳感器有助于實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵系統(tǒng)之間的自動(dòng)化通信，并經(jīng)行預(yù)測(cè)性報(bào)修。例如，可以在墻上安裝漏水傳感器，以檢測(cè)水管故障或冬季可能爆裂的管道。服務(wù)器機(jī)房和數(shù)據(jù)中心正在使用無(wú)線繩索傳感器來(lái)檢測(cè)計(jì)算機(jī)硬件附近是否存在水珠。無(wú)線傳感器還支持災(zāi)害管理工作。LoRa終端定位不需要額外的硬件支撐，但基l站之間需要準(zhǔn)確的時(shí)間同步。在橋梁上安裝無(wú)線傳感器，可以探測(cè)超過(guò)某一閾值的水位，從而表明該地區(qū)有可能出現(xiàn)山洪。大型機(jī)械工廠正在使用無(wú)線振動(dòng)傳感器，在設(shè)備故障發(fā)生前進(jìn)行預(yù)測(cè)。

無(wú)線振動(dòng)傳感器

WSN中使用的兩種主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

A)星狀網(wǎng)絡(luò)：如圖4所示，星狀網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線連接組成，其一臺(tái)單主機(jī)以雙向或者單向方式連接至幾個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果低功耗和低軟件開銷為關(guān)鍵參數(shù)，則這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常值得關(guān)注。其存在的局限性是有效通信距離，因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)都要在主機(jī)通信距離范圍以內(nèi)。有幾種標(biāo)準(zhǔn)可以用于實(shí)現(xiàn)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如果低功耗和低軟件開銷為關(guān)鍵參數(shù)，則這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常值得關(guān)注。藍(lán)牙、IEEE 802.15.4或者專有系統(tǒng)為使用蕞為廣泛的一些標(biāo)準(zhǔn)。注意，由于一些藍(lán)牙協(xié)議的局限性，藍(lán)牙平臺(tái)并未獲得廣泛的接受。

低功耗傳感器

1、微機(jī)電系統(tǒng)技。MEMS技術(shù)是制造微型、低成本、低功耗傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。這種技術(shù)是建立在制造微米級(jí)機(jī)械加工技術(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)采用高度集成工序，能夠制造出各種機(jī)電部件和復(fù)雜的微機(jī)電系統(tǒng)。同時(shí)，使用TDOA算法對(duì)LPWAN中的終端節(jié)點(diǎn)定位分析，提高路由效率，確定網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。微機(jī)電系統(tǒng)是微電路和微機(jī)械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米級(jí)，自八十年代中后期崛起以來(lái)發(fā)展極其迅速，被認(rèn)為是繼微電子之后又一個(gè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和軍事具有重大影響的技術(shù)領(lǐng)域，將成為21世紀(jì)新的國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和提高軍事能力的重要技術(shù)途徑。

LoRaSim是此類軟件的擴(kuò)展，基于LoRa網(wǎng)絡(luò)特性仿l真和模擬。因此，LoRaSim不僅能夠體現(xiàn)出LoRa傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，還可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多種形式的規(guī)劃，如單一基l站覆蓋研究、多基l站覆蓋研究等，并考慮數(shù)據(jù)包堵塞、碰撞、基l站輻射效應(yīng)等實(shí)際情況。S_IOT是一款商業(yè)軟件，能夠?qū)?D和3D數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，開展從郊區(qū)到密集城鎮(zhèn)多種環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，包含了終端節(jié)點(diǎn)的具體地理位置信息，但是應(yīng)用成本較高。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集傳輸技術(shù)包括WIFI，433MHZ，Zigbee振動(dòng)傳感器，Zigbee，GPRS等四種通訊技術(shù)。LoRaSim是免費(fèi)開源項(xiàng)目，遵循LoRaWANTM協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)oRa網(wǎng)絡(luò)開展多種形式網(wǎng)絡(luò)覆蓋研究。所以，本文采用LoRaSim模擬評(píng)估LoRa網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能。