基于LoRa通信的博物馆微环境测控系统

发布时间：2020-04-09 18:22

【摘要】：中国是有着五千年文明的古国,文物是历史遗留的遗物和遗迹,承载着历史文化,是人类社会实践的产物,所以文物保护显得尤为重要。目前国内外利用科学技术对博物馆文物进行保护,其中利用无线终端对环境因素进行采集,进而采取措施使环境因素控制在标准范围内成为越来越普遍的方式。本文针对现有的博物馆环境保护中检测终端的无线方式采用的ZigBee、WiFi和蓝牙等无线通信技术存在的功耗高、成本高、通信距离短的问题,研究设计了基于LoRa通信的博物馆微环境测控系统。论文的主要工作内容包括研究了LoRa技术基础,设计了基于LoRa通信的微环境测控系统,详细介绍了系统的总体结构和网络架构,系统总体结构包括对展柜内相对湿度进行调控的恒湿机,检测展柜内温湿度、紫外线和光照强度的无线终端,进行中继的网关和上位机,网络架构为星状网轮询的网络架构。详细介绍了终端的硬件设计和网关的硬件模块,终端的程序设计和网关的程序设计,利用LoRa模块的空中唤醒方式实现了星状网轮询的网络架构。最后对整个系统进行了测试,主要包括终端的电量消耗、丢包率、通信距离以及系统的运行。通过测试结果表明,该系统能够正常运行,终端的功耗较低,通讯节点误码率低于0.3%,满足文物保护标准要求,传输距离在1.1km左右,相较于目前国内博物馆常用的基于ZigBee通信的系统来说,具有低功耗、低成本和远距离的优势。
【图文】：

图 1. 2 波兰博物馆所用跟踪系统结构图Fig1.2 Structural Chart of Tracking System Used in Polish Museum发展现状博物馆文物保护的主要途径是将文物放置在带有环境参数检测和控中，而环境参数检测信号的传输大都采用 ZigBee、WiFi 等无线网络技馆展柜微环境的控制，主要是针对影响文物保护的最重要的因素温，由于温湿度之间的相互耦合关系，最终是实现了对相对湿度的控分博物馆均开始采用恒湿机进行调控。 年，合肥工业大学仪器科学与光电工程学院研制了 种博物馆微环统以MC9S12XS128为控制器通过 WiFi与上位机进行通信，通过R备进行通信，实现了存储整合、数据汇集、远程通信等功能[25]。我国博物馆中的无线终端大多采用的是 ZigBee 技术，王鹏基于 Z了博物馆环境监测系统[26]，虽然 ZigBee 技术的通信频率高，但信号中衰减地非常快，并且 ZigBee 技术不支持跳频，在整个生命周期中

终端从恒湿机获得温湿度数据，，系统的最终目的是实现监测设备的智能化、集成化和小型化。系统总体结构如图2.1 所示。图 2. 1 系统总体结构示意图Fig 2.1 Schematic diagram of the overall structure of the system2.2 系统网络拓扑结构基于 LoRa 通信的博物馆微环境测控系统采用星状网轮询的网络架构。LoRa
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN92

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本文编号：2621103