LORA模块在lora无线阀门控制器的应用

　什么物联网场景用LoRa？

　　在偏远地区，如果没有NB-IoT信号，那么就更适合用LORA了。例如高原地区的牛羊定位管理，养牦牛的或者是养跑山猪的。或者是物联网设备很密集的地方，LORA模块也会比NBiot模块更便宜。例如智慧小区、智慧园区等等。

 

　　LoRa模块为什么功耗低？

　　LoRa模块之所以功耗比NB-IoT窄带传输模块低，是因为极少发射数据。

 

　　就像两个人相距100米站着，你对别人喊话的时候要扯着嗓子吼，听的时候只需要静静的听，喊话的肯定比听话的累多了。

 

　　无线网络传输也一样，发送数据的时候比接收数据的时候功耗大的多。例如LoRa发射的工作电流超过100mA，接收的工作电流仅10mA。

 

　　这里讲的发射和和接收，不只是数据的上行和下行，还包括了“心跳包”内部的上行和下行。

 

　　NB就像两个人对话：一人说“告诉你一件事情，xxx”，另一人回答“好的，我听到了”。双方都在说话（发射数据）。

 

　　而LoRa就像两个人约定好时间，一人说“告诉你一件事情，xxx”，另一人只听，但不吭声。

 

　　NB-IoT和2G、4G一样，是设备端主动去询问基站，问“我在线，你有没有需要发给我的数据？” 这个过程中就需要设备端发射数据出去。

 

　　而LoRa不需要这一步，LoRa会和基站约定一个时间窗口，时间一到，基站只管说，终端只管听。这就是LoRa功耗低的核心原因。

 

　　双方都约定“10分钟后”开始沟通，双方各自的手表准不准，就很关键了。于是LoRa终端和基站需要定期“对时间”，（通过beacon）。

 

　　基站“讲话”了，终端有没有“听到”？如果基站需要知道终端有没有收到下行信息，就需要终端上行一个反馈信息。

 

　　这些技术细节网上资料很多，就不赘述了。

 

　　LoRa的三个工作模式

　　LoRa的工作模式和NB-IoT类似。

 

　　LoRa Class-A，等同于NB-IoT PSM模式。物联网终端要主动发消息给基站，基站才能找得到终端，并且下发控制指令。

lora无线阀门控制器是利用电池供电并控制电磁阀门，解决了农田无电源供电的问题，最终实现远程对阀门的控制以及状态的采集，在保证设备低功耗的同时，集成了阀门状态监测传感器以及断线状态监测开关和电池电量检测，以便及时向平台报告设备的运行状况。

 

传统的农田环境管理系统存在大量电缆铺设、电缆暴露、通信线路过长等问题，因而导致组网时费时费电、抗干扰能力弱及施工困难等问题。随着电子技术与无线通信技术的快速发展，远距离无线数据传输也被用到农业生产中。

目前，大多数农业环境监测采用ZigBee、WiFi等无线通信技术，但在面对地域广阔、分布不集中、自然环境恶劣的农业应用场合，其通信距离、功耗、抗干扰和组网规模上存在局限性。而LORA在相同的功耗下比其它无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，在同样的功耗下比传统的无线通信射频通信距离扩大3-5倍，应用在农业大田管理可有效节省人力、物力，实现农业远程智能化管理。

基于LORA组网通信的数据采集和无线灌溉控制系统解决方案建设的总目标是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，采用LORA无线传输技术，远程对与农作物生长密切相关的土壤墒情和气象环境进行在线监测，对田间灌溉电磁阀进行远程智能自动化控制，实现远程精准灌溉，丛而实现农业生产的智能化管理。

LORA无线灌溉控制系统由LORA无线采集器、LORA无线控制器、LORA网关、农业四情测报平台组成。通过LORA无线通信技术将LORA采集器采集的环境温度、湿度、光照强度、土壤墒情等参数传输至LORA网关，网关再通过4G/以太网的方式上传至云平台，分析处理各项环境数据信息。把达到所设阈值或人为干预操作作为灌溉设备运行的控制条件，实现智能化灌溉，改变了以往关于农田管理系统传输距离与功耗相矛盾的问题。

整个解决方案结合农业大田的实际环境，将农业大田分为若干个区域，采用LORA无线组网方式，多点、远距离、分布式的原则，在不同区域安装相应的设备，具体架构如下：

1、LORA采集器、LORA无线控制器与LORA网关采用LORA无线组网通信。无需布线，实现测点与网关之间无线连接，避免大量电缆铺设、电缆暴露、通信线路过长等问题。采用LoRa无线通信技术的原因在于它的数据长距离传输能力，其通信距离可达视距3000米，室内可穿3~4 层楼板。LoRa技术具有高性能、远距离、低功耗、支持大规模组网、测距和定位等特点，这使得该方案成为物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。

2、LORA网关设备可与有效通信距离范围内的32台LORA控制器通信，并下发无线控制指令让LORA控制器执行动作，同时可采集64个要素的环境监测数据。支持远程手动控制、自动控制、定时控制等多种灌溉模式，远程实现灌溉系统中电磁阀的开/关控制。满足在无人值守的情况下，也能精准地控制用水的需求，节约人力、水资源。