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近年来,物联网技术发展迅猛,对于一些偏远地区的工程场地,如水库大坝以及沿河的水文监测等,因为没有通信网络覆盖、无法提供电源供电,且在有通信网络覆盖地区使用移动运营商的网络带宽往往造成成本过高,导致此类物联网项目无法开展或者有限实施。针对上述工程项目面对的问题,本文结合Lo Ra物联网通信技术低成本、低功耗及较大范围无线通讯组网的特点,提出了一种基于LoRaWan的物联网解决方案来突破工程项目在功耗和通信距离方面的瓶颈。本文基于LoRaWan协议定义的网络架构并且结合工程项目的特点,将研究的重点放在了LoRa网关节点上。LoRa网关节点在LoRaWan物联网系统中主要起到两个作用,一是实现类似中继的作用,完成数据在各个网关节点以及终端节点之间的数据传输,既要保证通信距离足够长,又要保证通信数据完整不丢失;二是完成数据的转换,将LoRaWan格式的数据转换为其他格式的数据,主要是串口数据,以便将LoRa网关暂存的LoRaWan数据向上层服务器传输。论文主要工作内容包括三点:第一,完成了网关设备的硬件选型以及整体框架设计。考虑到网关对于硬件设备功耗的要求,选择了微芯公司的PIC24系列芯片作为MCU,Semtech公司的SX1278芯片作为射频;考虑到电池的更换周期较长,供电电源选择了一款锂聚合物充电电池。第二,对LoRa网关节点的软件功能进行了设计及实现,论文将LoRa网关软件主要分为三类,包括用于实现各个硬件基础功能的底层驱动软件、用于上电初始化各个驱动模块以及加载其他应用的Bootloader软件以及完成网关设备配置和数据传输的网关应用软件。第三,在LoRa网关节点软硬件都基本成型的基础上,对硬件各个接口的电流电压指标以及软件设计的基本功能进行测试,并将网关设备部署到工程实地,对通信的速率、丢包率以及通信的距离进行测验。本文设计的LoRaWan物联网系统在某水电站进行了部署以及实地应用测试,分别对LoRa网关设备的通信距离、通信速率等参数做了详细的测试。通过分析收集到的测试数据,证明了设备的通信数据完整性、速率及通信距离都基本满足预期要求。