分析lora傳輸的水產檢測系統設計與應用研究

包芳

摘要：Lora無線傳輸技術從20世紀80年代掀起于水產養殖業發展的高潮，主要結合GPRS技術和GSM技術的基礎上，研究出的一種新型檢測技術形式。目前，國內據均數據顯示水產品呈現出飛速增長水產養殖業的趨勢速度最快，可以說我國水產養殖業對世界水產養殖有著極大的貢獻。分析我國水產品的組成部分，漁業最主要的發展趨勢是以捕撈野生魚發展成為養殖漁業為重點。本文主要闡述了設計自動控制、監測水產品養殖的一套管理系統，從而實現無人看管式管控水產品養殖業的監測、控制效果，從而提高養殖業的生產發展效率。

關鍵詞：水產：Lora無線傳輸技術;監測：控制;

前言

隨著社會的發展進步，人民對水產品的需求不斷提升。基于Lora無線傳輸技術基礎上，研究新型檢測代替GPRS技術和GSM技術形式，對比以往的信號檢測相比，應用Lora無線傳輸技術能夠進一步增強短距離傳輸的安全性和穩定性。利用Lora無線傳輸技術發展Lora無線傳輸技術進行探究。其中LoRa系統主要是由計算機、基站、通訊系統、組成的通訊控制系統，LoRa相比與其它通訊控制系統具有在功率相同的情況通訊控制范圍更廣的有點，因此LoRa系統在市場上廣受歡迎。

1研究水產品養殖技術發展現狀

首先，我國生產水產品養殖業亞硝酸鹽監測產品的廠家十分的多，以比較有名的陸恒生物為例，其公司生產的亞硝酸鹽快速監測試紙具有體積小攜帶方便、監測速度塊、監測結果準確、價格低廉等優秀特性，但此類產品存在操作人時常發生度數錯誤的時間，這時由于該產品的監測范圍在0.005到0.3毫克每升，但其監測讀數的階梯速度為0.05，由于階梯速度小，很容易造成操作者識別不清發生誤讀事件。人們廣泛的應用在遠距離、低功耗的物聯網無線通信市場，能夠實現信息遠距離傳輸的具有較大容量的傳感網絡系統，具體包含433、470、868、915MHz等接收靈敏度功能，可以提高20～25dB信號的傳輸功能，具有方便快捷、靈敏特點[1]。

其次，科技的發展無限通訊技術的紅外（IrDA）技術、藍牙（Bluetooth）技術、紫蜂（ZigBee）技術、超寬帶（UWB）技術、射頻識別（RFID）技術等實現射頻識別（RFID）技術射頻識別（RFID）技術讀寫相關數據功能，Lora無線傳輸技術是美國公司研發和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離信息無線傳輸方案，和其他無線通信技術相比，LoRa通信技術具有傳輸距離長、消耗低、成本低、方便部署的特點。典型的頻段主要有125KHz、13.56MHz、433MHz、860～960MHz、2.4GHz、5.8GHz等等。不同頻段的應用領域不同，主要應用領域有以IC卡形式的智能交通、門禁、物流托盤追蹤管理、公路收費等領域。這種通信方式具有動態實時通信好、安全性高、模塊成本低、數據讀取方便、開發容易等優點。

再次，LoRa技術在本質上是擴頻調制技術，借助信息科技發展背景下的數字信號處理技術和糾錯編碼技術形式能夠有效處理冗余的信息，且在操作的時候會及時糾正錯誤的代碼，LoRa調制碼片的可配置范圍為比較廣闊，在范圍內的無線電頻譜進行長距離的傳輸，能夠直接從噪聲中提取數據信息，提取的數據數量和擴頻因子存在密切的關聯。而不需要識別系統與特定目標之間建立接觸。按照工作頻率的不同可以分為中低頻段和高頻段。因水質環境情況監測系統的傳輸方式包含RS232有線傳輸方式、4-20mA電流有線傳輸方式、光線網絡無線傳輸、北斗衛星傳輸等傳輸方式，所以適合應用的傳輸距離和傳輸范圍不同，解決了遠程傳輸的技術和距離問題，但是對于水利樞紐、水文站內短距離傳輸在當前沒有提出明確的解決方案。

總之，對于水量、水位、水流量等信息大多采用的是超短波的方式進行傳輸，且在信息傳播的過程中需要對周圍站點的頻率資源進行規劃。發展養殖漁業設計出一整套可以在線的無人監測養殖業水質的監測系統，對于提高水產品養殖業的效率有著十分重要的意義，該監測系統應當具有能夠在線、連續對水產養殖水質進監測。應用LoRa無線通信技術形式，基于LoRa低功耗超遠距離無線傳輸技術的水質監控系統。結合GPRS、4G、云計算技術、手機App開發等實現對水質的溶解氧含量、酸堿度值、電導率、溫度等的在線監控;從硬件、通信、軟件等方面介紹了系統設計過程。系統從整體上提高了水質檢測的實時性、數據準確性，同時可對水體的各種安全隱患進行實時監控和預警。應用實驗表明，本系統功能全面，實時性能強，監測數據精確度高，對推動水產養殖智能化、集約化、信息化水平有實用價值。

2?LoRa無線通信技術功能分析

2.1功能與性能指標

1.LoRa組網通信功能：通過通信基站向全部設備或者特定的設備廣播信息、發送指令;通信基站同時接收16個設備的上傳數據。

2.LoRa通信加密功能：為了保障通訊傳輸的安全性，需要對通訊進行進行加密處理;

3.設備命名功能：用戶可以根據自己的喜好對設備進行編輯名稱的操作，名字可長期不變也可根據用戶需求進行改變。

4.485通信功能：在該模塊下進行通訊、信息傳輸需按照特點的方式以及數據格式才能完成通訊、信息傳輸。

5.調試界面軟件功能：主要由顯示屏以及各種操作控制按鈕組成。通過顯示屏操作者可以看到時時監測的各項數據，還可以看到設備的運轉情況，包括設備的運轉時間、參數設置、報警次數、數據傳輸時間等，同時用戶可以通過按鈕對以前的監測數據進行查詢，數據的打印業十分的方便。

2.2增氧、投飼無線遠程控制

控制整套設備的集散控制方式，可以操作者根據經驗認為設置或者軟件設置氧濃度的范圍[2]。通過中央控制室對監測設備采集數據進行分析，當監測數據氧濃度低于設定值的時候，中央控制室就會控制設備進行加氧處理，從而實現魚塘的自動增氧控制系統具有以下幾點優勢：

①控制方式靈活：可以根據認為經驗進行增氧、投料時間次數的設置，等到時間到了自動按照設置步奏，同時也可以通過軟件對數據的分析，通過軟件實現對增氧、投料的動作;

②自動化程度高;

③數據無線傳輸：可進行遠程無線控制。

④增氧在線控制：該系統對增氧系統的控制，主要是根據在線監測設備現監測魚塘氧濃度的實際含量，當監測的數據與設定的氧濃度上下限產生偏差的時候，中央控制器就會根據實際情況控制增氧設備的開始、關閉，實現對魚塘氧濃度的控制系統[3]，如圖1所示。

3結語

自動化程度控制水產養殖亞硝酸鹽氮在線監測系統，通過研究pH值、溫度、顯色時間等因素對監測結果的影響，找出最佳的監測條件，并給出適當的處理方案。借助ADC電路把轉換后的數字量信號發送給主控芯片處理，實現最終反饋的數據是電壓信數據會存在一定誤差，需要通過實驗和數據分析及實驗采集數據的準確性。

參考文獻

[1]谷序文，龔珞軍，劉全禮等.淡水魚養殖水體中的亞硝酸鹽[J].漁業致富指南，2010（19）：61-62.

[2]馮國明.水產生態養殖測水技術措施[J].江西飼料，2012，02：5-37.

[3]章俊，倪薇.數據挖掘技術在水質自動監測站管理中的應用[J].治淮，2016，01：7-8.