孟庆志，刘 庚

（济南祥控自动化设备有限公司，山东 济南 250101）

0 引 言

封闭料场中的料堆，如煤堆、粮食堆、秸秆垛、烟草堆垛等，由于长时间堆放、堆内通风性差等原因，温度容易升高，导致自燃、霉变、释放有毒有害气体等，给企业造成经济损失[1-3]。因此，对料堆表面及内部进行实时精确定位监测很有必要。

物联网技术的发展与应用，为料堆实时精确定位监测提供了更多技术选项。超宽带（UWB）技术采用极窄的脉冲信号进行信息传递，无需使用载波信号进行调整，由于其特殊的通信方式，其定位精度可达厘米级，相较于红外线、射频收发、WiFi、ZigBee、视觉定位等室内定位技术，UWB定位具有高定位精度、高穿透力、高时间分辨率和较强的抗多路径能力等优点[4-5]。

在低功耗广域网（LPWAN）产生之前，远距离和低功耗两者只能有取舍。LoRa是LPWAN通信技术中一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。LoRa技术具有远距离、低功耗、多节点、低成本等特性，改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供了一种简单的能实现远距离、延长电池寿命、大容量的系统，扩展了传感网络[6]。

本文运用UWB室内无线定位技术和LoRa无线传输技术，设计了一种料堆环境监测系统，以实现灵活改变料堆监测位置、即插即获取环境数据、可靠无线传输和精确坐标定位等环境监测功能。

1 系统设计

料堆环境监测系统主要包括智能无线探杆、UWB定位基站、现场监控主机和上位机。系统拓扑结构如图1所示。

图1 系统拓扑结构