无线串口模块应用实例防小人不防君子的智慧安防监测系统

Posted 2021-09-19 成都泽耀科技有限公司Ashining

俗话说“防君子不防小人”，指的是礼义约束只能管住君子。
乍一听还有点消极无奈的感觉，怎么好人反而更吃亏呢？！

“以德报怨，何以报德？”
但面对无孔不入的小人我们就真没办法了吗？
古人可能不行，但21纪的我们却可以做到，给君子大开方便之门，却将别有用心者拒之门外。
“以德报德，以直报怨”

传统安防系统

随着社会的进步经济的发展，各类社会冲突也在加剧，随着不同突发事件的出现，以及传统重点区域安防的需要。加上传统人防安保和已有的视频监控，已经不足以满足现在的要求。
传统安防的问题非常明显：
1.单纯人防安保方式和目前已有的视频监控，远远不足以对整个区域进行实时、全面的监控。
2.安保人员工作量大，对该类人员要求高，人工成本也高。
3.传统安防对突发事件或者隐秘事件潜在危机反应较慢，容易导致错失最佳处理时机。
4.目前的安防监测系统存在容易漏报误报等缺陷。
5.智能化程度低，不能由用户随时随地查看，依赖别的公司的服务，成本昂贵。
6.很多监测设备依赖有线网络的制约，会使得部署施工程序繁多，难度和成本都会增加。有线方式还会受到环境的很大制约，无论是一次施工还是二次拓展都会带来不便。
7.传统的无线安防监测器，例如基于ZigBee或WiFi技术的各种探测器报警器等，存在功耗高、距离短、很依赖网络稳定性等问题，使得大范围实施会存在一定困难。

安防系统智慧化、自动化的升级势在必行。
基于此，泽耀结合当前安防监测系统和物联网技术，采用LPWAN（Low-Power Wide-Area Network，低功耗广域网络）技术，设计了基于LoRa的智慧安防监测系统。

智慧安防监测系统

方案架构
该系统由室内监测节点、室外监测节点、中继和监测中心四部分组成。

首先利用有LoRa模块的设备作为监测节点，实现整个重点区域的覆盖；
其次利用中继器和集中器的LoRa网关，实现通信协议的转换和整个系统的通信；
最后对监测中心的软件平台完成设计，实现整个系统的操作监控。
同时该通信网络采用比网状拓扑更简单的星形拓扑结构，以此来避免不必要的信息传输。

方案优势
该方案实现了方便、快速、可靠、稳定、成本低、覆盖广的安防监测系统。
1.组网简洁
星型拓扑可以避免不必要的信息传输，例如监测节点之间和中继器之间的信息传输。星形拓扑比网状拓扑简单，部署灵活，传输信息时误差较小，延迟较低。单一监控节点的故障不会影响系统中其他节点的正常通信。添加和减少监控节点时，也不会影响其他监控节点的正常运行。
2.节省成本
节约人力成本，同时超低功耗技术保证了模块可以长期稳定地运行。
3.功能强大
具有覆盖广，功耗低 ,容量大，成本低，抗干扰能力强等优点。
4.实时监控
危险发生时，监测系统不仅能及时发出警报,为安防区域提供有效保障外,还能及时将信息传送给监测中心，便于掌握情况和指挥调度。
5.历史溯源
可以将所有的历史数据进行存储，以便后续进行分析和利用。

智慧安防系统流程

Lora无线通信模块

LoRa技术
LoRa技术是非授权LPWAN中应用最为广泛的技术之一，是一种基于物理层扩频调制技术的远距离通信技术，工作在Sub-GHz ISM非授权频段，主要包括433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等；灵敏度也比其他无线通信技术相比更高，确保了通信的可靠性。
A39系列模块
泽耀A39系列产品，采用工业级设计，具有高稳定性。采用射频芯片SX126x设计开发，该模块采用新一代loRa扩 频调制技术，具备透传、定点、主从、中继、递传、主动轮询、主动上报、定点唤醒等十余种数据传输方式;多种防碰撞机制、丢包重传、大数据包完整输出、AES加密、固件升级等众多技术传输稳定可靠无线配置、更高空速、输出地址、输出分隔符、自定义传输包大小、自定义特殊波特率，可广泛应用于各种环境下，轻松实现低频无线数据传输。

模块优势
1.广覆盖
LoRa通信模块工作在Sub-GHz频段，传输距离本身就较好，加上采用扩频调制技术，可以在同等的功耗下有更远的通信距离。LoRa单一网关的覆盖距离通常在3~5km的范围，在复杂的城市环境中可以超过传统蜂窝网络，空旷地域甚至高达10km，泽耀A39系列模块通信距离可达5-10km。
2.低功耗
LoRa中的芯片具有休眠模式，在该模式下耗能极低。工作模式下，LoRa对信噪比要求较低，信号的功率也因此很低。电池供电就可以支撑数年至十多年之久。
3.低成本
LoRa网络的通信频段为非授权频段，不需要向运营商等支付额外的通信费用。简单的组网方式，也相应地降低了成本。
4.容量大
家用WiFi 网关往往仅有20不到的终端连接能力，LoRa网关得益于终端无连接状态的特性，可提供超过两万以上的终端连接数量。
5.可靠性
LoRa技术中的扩频调制技术、信号处理技术以及前向纠错技术，大大增强了抗干扰能力和数据传输的可靠性。扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占用的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽。扩频信号具有隐蔽性，保密性和很强的抗干扰能力。