基于LPWA技術(shù)的無線水質(zhì)監(jiān)測(cè)云系統(tǒng)研究

沈曉萍，田立武

（嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 嘉興 314036）

0 引 言

傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，通過人工手段或站點(diǎn)監(jiān)測(cè)等方法進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)的采樣檢測(cè)，實(shí)時(shí)性較差，監(jiān)測(cè)樣本數(shù)量受限，成本也比較高；往往還采用有線通信方案進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，需要進(jìn)行布線，花費(fèi)高昂的人工和設(shè)備成本。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，低功耗廣域技術(shù)（Low Power Wide Area,LPWA）的不斷成熟，提供了基于LPWA 技術(shù)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)方案，相較傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在距離、能耗、大鏈接、性價(jià)比等方面具有優(yōu)勢(shì)。

1 LPWA 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢(shì)

萬物互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，越來越多的終端設(shè)備需要接入網(wǎng)絡(luò)，原有的無線通信技術(shù)，如ZigBee、BlueTooth、Wi-Fi 等，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展需求。現(xiàn)有的無線通信技術(shù)為適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境，一方面向低時(shí)延、高速率及高可靠性發(fā)展，另一方面也在向低速率、低功率、遠(yuǎn)距離與大連接方向演進(jìn)。萬物互聯(lián)的趨勢(shì)推進(jìn)了LPWA 技術(shù)的發(fā)展，主流的LPWA 技術(shù)包括eMTC、NB-IOT、Sigfox 與LoRa 等，主要業(yè)務(wù)為文本類，可適用于低功耗、低速率、廣覆蓋及大連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。經(jīng)過這幾年的發(fā)展，目前在國(guó)內(nèi)形成了LoRa和NB-IoT兩大技術(shù)陣營(yíng)，現(xiàn)越來越多地應(yīng)用于智能抄表、共享單車、智能樓宇、智慧城市等應(yīng)用場(chǎng)景，如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)的方向發(fā)展

IoT 是一種整合的技術(shù)，早些年因?yàn)閭鞲性O(shè)備、通信技術(shù)等發(fā)展受限，近兩年因?yàn)樯鲜黾夹g(shù)有了較大突破，現(xiàn)進(jìn)入調(diào)整發(fā)展的快車道，連接量也呈現(xiàn)井噴趨勢(shì)。預(yù)計(jì)到2025年全球物聯(lián)網(wǎng)總連接量將達(dá)到270 億，預(yù)計(jì)2025年廣域物聯(lián)網(wǎng)連接量中45%將使用LPWA 技術(shù)，如圖2所示。……