张玲玉 ，卿晶晶

（长沙民政职业技术学院，湖南 长沙 410004）

随着经济社会的快速发展，集约化智能养殖已经成为当前生猪供应的普遍养殖方式，将生猪集中养殖在一起，利用先进的物联网技术对生猪进行统一管理，对生猪生长环境的各项参数进行精准监测。物联网由感知层、网络层及应用层构成，物联网网络层常用的通信技术有蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、LoRa和NBIoT等[1-3]。在这些通信技术中，蓝牙通信距离只有10 m，ZigBee和Wi-Fi的覆盖范围在200 m左右，且工作在2.4 G频段，信号的穿透能力较弱，NB-IoT通信覆盖范围广，能满足养猪场环境监测系统的要求，但是NB-IoT工作在1 G以下的付费频段，且依赖运营商的基站网络，而LoRa工作在ISM免授权频段，不依赖运营商，可灵活自建网络[4]。为了更有效监测养猪场环境，本研究组建覆盖全养猪场的LoRa无线通信网络，以STM32单片机为基础开发用于CO2浓度、NH3浓度、温湿度等信号采集、发送和接收的模块。

1 系统总体设计

CO2浓度、NH3浓度、温湿度对生猪的健康生长至关重要，养猪场的环境需以这三个信号或者更多其他信号作为参考基准，即传感器节点采集到环境数据后，经过单片机处理，并传输出去。LoRa有低功耗、广覆盖、远距离、低成本等特点[5-6]，因此系统的数据传输选择LoRa无线通信技术，基于LoRa的生猪养殖监测系统框图如图1所示，由LoRa终端节点、LoRa网关、手机App等部分组成。

图1 基于LoRa的生猪养殖监测系统框图

针对养猪场需要监测的位置，将养猪场分成若干个区域，每个区域部署一个网关和若干个终端节……