基于LoRaWAN協(xié)議的廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張玉杰 黃娜

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)通信技術(shù)信號(hào)覆蓋不足、功耗高、運(yùn)行成本高等問(wèn)題，面向廣域物聯(lián)網(wǎng)，基于LoRaWAN協(xié)議，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。與傳統(tǒng)云平臺(tái)不同，低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)添加了LoRa架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)管理與控制由網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)組成的LoRa網(wǎng)絡(luò)。在支持高并發(fā)終端設(shè)備的情況下，該平臺(tái)達(dá)到了快速、便捷、可靠地采集終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的目的，大大降低了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用搭建的成本及難度，同時(shí)也提高了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)效率。該平臺(tái)最終通過(guò)了測(cè)試并實(shí)現(xiàn)了智慧旅游監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，驗(yàn)證了廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)服務(wù)功能的有效性、可靠性及穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：低功耗;廣域物聯(lián)網(wǎng);LoRaWAN;云平臺(tái);網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器;智慧旅游

中圖分類號(hào)：TP311.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-1302（2019）10-00-04

0 引 言

傳統(tǒng)廣域連接應(yīng)用主要借助電信運(yùn)營(yíng)商提供的蜂窩網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，但還有很多設(shè)備應(yīng)用是蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無(wú)法滿足的，這類終端設(shè)備若采用當(dāng)前現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)商蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，會(huì)遇到如下問(wèn)題。

（1）信號(hào)覆蓋差：分布在環(huán)境復(fù)雜、偏遠(yuǎn)或者人口密度小的地區(qū)，運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍有限，且信道資源與信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)受較大干擾，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性嚴(yán)重下降。

（2）功耗高：很多終端設(shè)備依靠電池供電，使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備需要定期更換電池，惡劣環(huán)境會(huì)增大更換電池的難度[1]。

（3）運(yùn)行成本高：設(shè)備單次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量太小，傳輸?shù)男逝c頻率較低，同時(shí)蜂窩設(shè)備還需要SIM卡，但會(huì)產(chǎn)生額外的包月流量費(fèi)用，運(yùn)行成本高。

如今，隨著通信技術(shù)邁入5G，數(shù)據(jù)傳輸更加密集，交換量也更為龐大，需要LoRaWAN提供大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。與此同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的多樣化應(yīng)用使得物聯(lián)網(wǎng)更快速地發(fā)展?？諝赓|(zhì)量檢測(cè)、森林防火防災(zāi)、惡劣環(huán)境監(jiān)測(cè)等都是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的方向。這些多樣化應(yīng)用場(chǎng)景雖然存在差異，但也有著較多共通之處，如果搭建一個(gè)廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，提供一個(gè)大連接、廣覆蓋、低功耗、低成本且多樣應(yīng)用的歸一化物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，那么物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將會(huì)更加智能、便捷，且某些不同的應(yīng)用場(chǎng)景只需更換不同的終端傳感器即可。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于LoRaWAN協(xié)議的廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。

1 LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

LoRaWAN采用星型無(wú)線拓?fù)洌捎行а娱L(zhǎng)電池壽命，降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，且后續(xù)可輕易擴(kuò)展其容量。網(wǎng)絡(luò)實(shí)體分為End Nodes（終端節(jié)點(diǎn)）、Gateway（網(wǎng)關(guān)）、LoRaWAN Server（LoRaWAN服務(wù)器）和Applicaton Server（應(yīng)用服務(wù)器）四類。LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

終端節(jié)點(diǎn)：LoRa節(jié)點(diǎn)，代表海量的傳感應(yīng)用。

網(wǎng)關(guān)：即基站，負(fù)責(zé)終端節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的消息轉(zhuǎn)發(fā)，終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)可被一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)關(guān)接收。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：負(fù)責(zé)LoRa網(wǎng)絡(luò)的接入與管理，需要實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)鑒權(quán)處理、LoRa網(wǎng)關(guān)與終端節(jié)點(diǎn)的管理與配置、數(shù)據(jù)傳輸及解析以及網(wǎng)絡(luò)管理等功能。

應(yīng)用服務(wù)器：負(fù)責(zé)提供面向用戶的服務(wù)。

2 廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)是在傳統(tǒng)云平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增設(shè)了LoRa系統(tǒng)的LoRa網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器能夠管理終端節(jié)點(diǎn)、LoRa網(wǎng)關(guān)，對(duì)接網(wǎng)關(guān)與節(jié)點(diǎn)組成的LoRa網(wǎng)絡(luò)，從而有效管理與控制LoRa網(wǎng)絡(luò)。廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)除了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，還包括應(yīng)用服務(wù)區(qū)與數(shù)據(jù)服務(wù)區(qū)，云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

2.1 數(shù)據(jù)服務(wù)區(qū)

數(shù)據(jù)服務(wù)區(qū)主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，即將與各節(jié)點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)區(qū)內(nèi)，并用特定方式使得云平臺(tái)的其他服務(wù)器能夠通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)區(qū)存儲(chǔ)或提取目標(biāo)數(shù)據(jù)。為了防止數(shù)據(jù)丟失，建立了一個(gè)分段數(shù)據(jù)庫(kù)模型實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份。

2.2 應(yīng)用服務(wù)區(qū)

應(yīng)用服務(wù)區(qū)基于數(shù)據(jù)服務(wù)區(qū)提供面向用戶的服務(wù)，其實(shí)現(xiàn)形式往往與實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用相互關(guān)聯(lián)。應(yīng)用服務(wù)區(qū)不僅能夠以瀏覽器訪問(wèn)的方式向用戶提供網(wǎng)頁(yè)的具體應(yīng)用服務(wù)，也能通過(guò)移動(dòng)電話訪問(wèn)應(yīng)用程序的應(yīng)用程序表單。

2.3 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器直接連接終端節(jié)點(diǎn)與云平臺(tái)中的LoRa網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，是LoRa系統(tǒng)的重要組成部分，也是本文的研究重點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)LoRa網(wǎng)絡(luò)的接入、管理及控制等，同時(shí)也需要實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)鑒權(quán)、數(shù)據(jù)傳輸與管理、網(wǎng)關(guān)管理與配置、終端節(jié)點(diǎn)管理與配置、云平臺(tái)通信等功能[2]。

3 云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的功能

根據(jù)LoRa標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，本文將平臺(tái)中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的功能具體劃分為六個(gè)部分。

3.1 入網(wǎng)鑒權(quán)處理

對(duì)于要入網(wǎng)的所有模塊，只要符合LoRaWAN協(xié)議，LoRa網(wǎng)關(guān)與終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備就能接入LoRa網(wǎng)絡(luò)。LoRaWAN支持ABP與OTAA兩種入網(wǎng)方式?？紤]到安全性，本文系統(tǒng)采用空中激活入網(wǎng)方式（Over The Air Activation，OTAA），OTAA空中入網(wǎng)流程如圖3所示。

當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)上電時(shí)，若檢測(cè)到該節(jié)點(diǎn)處于非入網(wǎng)狀態(tài)，則該節(jié)點(diǎn)無(wú)法與服務(wù)器連接，只有已入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)才能與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通信。終端節(jié)點(diǎn)空中設(shè)備入網(wǎng)需要節(jié)點(diǎn)所屬應(yīng)用的AppEUI、節(jié)點(diǎn)的唯一設(shè)備標(biāo)識(shí)碼DevEUI及設(shè)備會(huì)話密鑰DevKey三個(gè)原始參數(shù)。節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)關(guān)發(fā)送join_request message請(qǐng)求入網(wǎng)，服務(wù)器收到入網(wǎng)請(qǐng)求，同意入網(wǎng)，并在服務(wù)器注冊(cè)，生成通信密鑰，再將通信密鑰的參數(shù)打包下發(fā)至LoRa網(wǎng)關(guān)，即Join-accept message。節(jié)點(diǎn)收到網(wǎng)關(guān)下發(fā)的數(shù)據(jù)包后再進(jìn)行解析，獲取通信參數(shù)，此時(shí)終端節(jié)點(diǎn)完成入網(wǎng)鑒權(quán)過(guò)程，與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器建立通信。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸與管理

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)“LoRa網(wǎng)關(guān)-LoRaWAN服務(wù)器-應(yīng)用服務(wù)器”雙向數(shù)據(jù)傳輸，多重加密，保證傳輸?shù)陌踩?，統(tǒng)計(jì)傳輸流量，監(jiān)控傳輸狀態(tài)。

每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)首先遵循LoRaWAN 協(xié)議分裝數(shù)據(jù)包發(fā)往一個(gè)或多個(gè)LoRa網(wǎng)關(guān);LoRa網(wǎng)關(guān)接收到終端節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包后，根據(jù)GWMP協(xié)議封裝數(shù)據(jù)包，然后將其發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器;最后網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將其轉(zhuǎn)發(fā)到應(yīng)用服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可連接到多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器，終端使用的服務(wù)器取決于終端所屬的應(yīng)用[3]。

3.3 網(wǎng)關(guān)的管理與配置

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可配置LoRa網(wǎng)關(guān)頻點(diǎn)、上報(bào)LoRa網(wǎng)關(guān)狀態(tài)信息以及管理多個(gè)LoRa網(wǎng)關(guān)等。在某些大型網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)LoRa網(wǎng)關(guān)能同時(shí)連接到同一個(gè) LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)信號(hào)后，先進(jìn)行查重處理，選擇非重有效的數(shù)據(jù)，再對(duì)路由通道進(jìn)行最優(yōu)選擇，保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與LoRa網(wǎng)關(guān)最有效的下行通信，最后將響應(yīng)結(jié)果發(fā)送至終端節(jié)點(diǎn)。以上過(guò)程提高了通信速率與通信鏈路的利用率，從而提高了LoRa網(wǎng)絡(luò)的效率。

3.4 終端節(jié)點(diǎn)的管理與配置

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器能夠識(shí)別不同的終端節(jié)點(diǎn)，判斷終端節(jié)點(diǎn)是否接入，發(fā)出允許或拒絕接入的響應(yīng)消息，且可采用空中激活方式激活節(jié)點(diǎn)入網(wǎng);它可配置終端節(jié)點(diǎn)的占空比，也可遠(yuǎn)程控制與管理終端節(jié)點(diǎn);實(shí)現(xiàn)終端速率的自適應(yīng)（ADR）及漫游服務(wù)（終端節(jié)點(diǎn)可在多個(gè)LoRa網(wǎng)關(guān)的覆蓋范圍下自由移動(dòng)）。

3.5 云平臺(tái)通信

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)配合應(yīng)用服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)費(fèi)管理、用戶管理及大數(shù)據(jù)分析等功能。

3.6 網(wǎng)絡(luò)管理

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是LoRaWAN 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的支撐平臺(tái)，支持LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)管理功能，包括設(shè)備狀態(tài)管理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖?、網(wǎng)絡(luò)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與管理、用戶管理與日志管理等。

4 云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器充當(dāng) LoRa網(wǎng)絡(luò)與云平臺(tái)的“大腦”，主要負(fù)責(zé)云平臺(tái)與 LoRa網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接，提供入網(wǎng)鑒權(quán)處理、數(shù)據(jù)傳輸與管理、LoRa網(wǎng)關(guān)的管理與配置、終端節(jié)點(diǎn)的管理與配置、云平臺(tái)通信等功能。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能模塊劃分如圖4所示，從功能上本文將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器劃分為通信網(wǎng)關(guān)區(qū)、數(shù)據(jù)解析區(qū)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)、中心控制區(qū)。

4.2 云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)

4.2.1 通信網(wǎng)關(guān)區(qū)

通信網(wǎng)關(guān)區(qū)主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的功能。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與網(wǎng)關(guān)按照GWMP（LoRa Gateway Message Protocol）協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。GWMP協(xié)議定義在UDP協(xié)議之上，定義了不同的消息類型以及對(duì)應(yīng)的UDP端口，使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與LoRa網(wǎng)關(guān)完成端到端的通信。本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器基于HTTP協(xié)議和MQTT消息隊(duì)列與云平臺(tái)其他服務(wù)器交互。通常的數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)MQTT消息隊(duì)列完成，通信網(wǎng)關(guān)區(qū)需提供圖示的連接功能，針對(duì)每個(gè)功能，劃分一個(gè)模塊，通信網(wǎng)關(guān)區(qū)模塊劃分如圖5所示。

一些特殊的請(qǐng)求（如設(shè)備注冊(cè)請(qǐng)求功能）通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的HTTP接口完成。通信網(wǎng)關(guān)區(qū)只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的通信功能，數(shù)據(jù)的解析、封裝及存儲(chǔ)功能在其他區(qū)完成。

UdpServer提供基于UDP協(xié)議的端到端通信功能。

MqttServer，MQTT消息隊(duì)列連接模塊，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過(guò)MqttServer的pub功能向特定主題推送數(shù)據(jù)。

HttpClient是對(duì)一些特殊及具體情況設(shè)計(jì)的特定接口，如設(shè)備注冊(cè)接口及某些通用接口。

4.2.2 數(shù)據(jù)解析區(qū)

數(shù)據(jù)解析區(qū)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的一系列處理，包括數(shù)據(jù)解析與數(shù)據(jù)封裝。數(shù)據(jù)解析區(qū)對(duì)數(shù)據(jù)包的解析與封裝都按照特定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行處理。LoRaWAN協(xié)議與GWMP協(xié)議是該云平臺(tái)LoRa網(wǎng)絡(luò)主要用到的兩個(gè)協(xié)議。終端節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸主要遵循LoRaWAN協(xié)議，而LoRa網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要遵循GWMP協(xié)議，數(shù)據(jù)解析區(qū)的解析與封裝都基于這兩個(gè)協(xié)議進(jìn)行。

4.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)

云平臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)的信息不包括與數(shù)據(jù)解析及封裝相關(guān)的信息，這些信息往往只存儲(chǔ)在本地服務(wù)器中。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)需保證本地?cái)?shù)據(jù)的持久化，且能夠?qū)Ρ镜爻志没膬?nèi)容進(jìn)行讀取及存儲(chǔ)。

云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器使用面向文檔的非關(guān)系型MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)，采用JSON格式改進(jìn)的BSON格式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。支持底層數(shù)據(jù)類型和特殊數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得MongoDB無(wú)需預(yù)先定義數(shù)據(jù)的模式[5]。MongoDB還具有高度可配置的持久性設(shè)置，可充當(dāng)信息基礎(chǔ)架構(gòu)的緩存層。當(dāng)系統(tǒng)重啟后，由Mongo搭建的持久化緩存能夠有效避免下層數(shù)據(jù)源過(guò)載問(wèn)題，從而保證本地?cái)?shù)據(jù)的完全持久化。

4.2.4 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)負(fù)責(zé)LoRa網(wǎng)絡(luò)的管理與監(jiān)控，不僅需要實(shí)時(shí)監(jiān)控LoRa網(wǎng)關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)LoRa網(wǎng)關(guān)的異常狀態(tài)需及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理與優(yōu)化，還要監(jiān)控由終端節(jié)點(diǎn)和LoRa網(wǎng)關(guān)組成的LoRa網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)物理層通道狀態(tài)的監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)速率自適應(yīng)ADR（ Adaptive Date Rate）功能。

終端節(jié)點(diǎn)與LoRa網(wǎng)關(guān)之間的通信在不同頻率以及數(shù)據(jù)傳輸速率的基礎(chǔ)上完成，數(shù)據(jù)速率的選擇需要考慮傳輸距離及消息時(shí)延兩方面因素。為了確保終端電池的長(zhǎng)壽命和整體LoRa網(wǎng)絡(luò)的大容量，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器使用速率自適應(yīng)（ADR）方案控制每個(gè)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率與射頻輸出功率。在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和終端MAC層之間傳輸所使用的一系列MAC命令都在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)完成處理。

4.2.5 中心控制區(qū)

中心控制區(qū)主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器一系列功能的邏輯控制。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的入網(wǎng)鑒權(quán)、數(shù)據(jù)傳輸管理、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)管理配置、云平臺(tái)通信、網(wǎng)絡(luò)管理等功能都根據(jù)一定的流程實(shí)現(xiàn)。根據(jù)具體的流程，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過(guò)調(diào)用相應(yīng)的模塊實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的具體功能。

5 應(yīng)用測(cè)試

以實(shí)驗(yàn)室前期開發(fā)的景區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為應(yīng)用對(duì)象，本文面向廣域覆蓋應(yīng)用設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)智慧旅游監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)景區(qū)的區(qū)域組網(wǎng)和統(tǒng)一監(jiān)測(cè)，為偏遠(yuǎn)地區(qū)或人流量較多的景區(qū)提供一種集實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)環(huán)境報(bào)警、游客流量控制等功能于一體的智慧旅游監(jiān)測(cè)系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)。

智慧旅游監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依靠可持續(xù)再生能源—太陽(yáng)能為系統(tǒng)提供能源，能達(dá)到持續(xù)的預(yù)警景區(qū)天氣狀況、監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量、監(jiān)控游客流量等目的。通過(guò)利用LoRa星型節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)景區(qū)周圍信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)周期性、持續(xù)性地發(fā)往云平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的實(shí)時(shí)消息后，處理、解析所得信息，并從中獲取特定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)服務(wù)器中，最終通過(guò)特定的應(yīng)用接口將Web應(yīng)用獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以特定形式展示給用戶。

6 結(jié) 語(yǔ)

本文基于LoRaWAN協(xié)議設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，能夠有效應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備劇增、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大及應(yīng)用場(chǎng)景多變等問(wèn)題。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能夠大大改善目前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的弊端，促進(jìn)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，且便于推廣到在我國(guó)需要廣域物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)行業(yè)中去，推動(dòng)中國(guó)“智慧化”行業(yè)的發(fā)展。

目前，該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)加工方面還比較欠缺，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)控制功能不夠完善，后期優(yōu)化會(huì)添加一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)加工服務(wù)器，提供更多的網(wǎng)絡(luò)控制功能。

參 考 文 獻(xiàn)

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