李文趋 高大利 刘赟 陈玉思

（泉州师范学院数学与计算机科学学院 福建省泉州市 362000）

物联网应用系统的设计是物联网技术落地应用的一个重要内容，物联网应用系统的数据传输方式可以分为有线传输和无线传输，其中无线传输方式常用的技术方案有：Wi‐Fi、ZigBee、蓝牙等，这些技术都是短距离通信技术，当需要长距离通信时，现有的无线通信技术中LORA[1]和NB‐IOT[2]技术是两种常用的选择方案，NB‐IOT 有赖于移动运营商的网络，如果用户想要保持数据通信的独立性，LORA 技术就是一种较好的选择。

1 总体设计

典型的基于LORA 的物联网应用系统是通过LORA 终端向LORA 基站发送数据，再由LORA 基站通过网关将数据上云[3][4]，本文设计的应用系统采用LORA 终端点对点通信方式，在担任汇聚节点的终端中添加Wi‐Fi 通信模块，通过Wi‐Fi 模块完成数据的上云工作，这样做成本更低，部署更简单。我们再通过设计自己的服务器平台通过云平台的API 接口获取监测数据，系统架构图1所示。

图1：系统总体结构图

2 硬件系统设计

2.1 LORA终端节点硬件设计

终端节点由MCU、传感器单元、电源模块、LORA 通信模块、SWD 调试模块等构成，MCU 采用STM32F103 系列的芯片，该芯片应用广泛，成本较低。LoRa 通信单元主要采用 Semtech 公司的SX1278 射频芯片实现 LoRa 数据的传输。整体构造如图2所示。

图2：终端节点硬件结构图

2.2 LORA汇聚节点硬件设计

LORA 汇聚节点担负收集传感数据和将数据上传到云端的功能，在硬件结构上比终端节点多了一个WIFI 模块（或者4G 模块），其他结构和终端节点一样，这里不在赘述。……