基于lorawan工地环境参数监测系统的制作方法

本实用新型涉及环境监测领域，特别涉及一种基于lorawan工地环境参数监测系统。

背景技术：

目前，市面上常见的工地环境在线监测系统主要应用于建筑扬尘、沙石场、堆煤场、桔杆焚烧等无组织烟尘污染源排放及居民区、商业区、道路交通、施工区域等的环境空气质量的在线实时的自动监控，并能通过摄像头抓拍取证，所得数据均能通过有线或无线网络及时传递到数据平台便于管控。为了保护空气质量，对建筑工地环境管控日趋严格，包括噪声、颗粒物等主要监控指标要求在线监测，市场上已经出现各类监测系统，一般采用lora通讯方案，具有建设施工方便(无需布线)、运营成本低、抗干扰能力强、远距离通讯、加密传输、节能环保等优点。但是，lora无线通讯一般是一种私有协议，不具有兼容性，容量小，安全性能低，目前采用lorawan的无线系统还未出现。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于lorawan工地环境参数监测系统，基于lorawan的组网方案，可以构建一种标准化、可伸缩、高度安全的工地环境参数监测系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于lorawan工地环境参数监测系统，包括：lorawan服务器；至少一个Lorawan网关，其用来与lorawan服务器进行通讯；若干lorawan节点，每个lorawan节点用来接入底层的传感器，底层的传感器用来采集工地环境的状态数据，每个lorawan节点将采集的工地环境状态数据通过lorawan协议栈打包后发送给lorawan网关，lorawan网关将接收的工地环境状态数据发送给Lorawan服务器；以及应用服务器，其用来预先设置工地环境的报警规则，应用服务器用来接收lorawan服务器发送的工地环境状态数据并根据预先设置的报警规则对工地环境的报警状态进行响应，并对状态数据存储、加工、生成报表。

优选地，每个lorawan节点内部具有微处理器MCU，微处理器MCU将采集的工地环境状态数据进行lorawan协议栈打包。

优选地，每个lorawan节点内部具有lora无线收发器芯片，每个lorawan节点通过lora无线收发器芯片将工地环境状态数据发送给lorawan网关。

优选地，lorawan网关接收工地环境状态数据后给对应的lorawan节点发送ACK数据来验证lorawan网关是否正常接收数据，若lorawan节点没有接收到lorawan网关的确认ACK，lorawan节点则继续发送状态数据。

优选地，lorawan服务器设置在应用服务器内，lorawan服务器与Lorawan网关通过无线或有线进行通讯。

优选地，lorawan网关单独设置或设置在应用服务器内

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：基于lorawan的组网方案，具有很强的兼容性，不同传感器节点可以接入同一个lorawan网络，缩短传感器的研发周期、降低研发成本，能够快速交付。采用标准的lorawan协议，通过多信道接入、频率切换、自适应速率lorawan网络相对于基于LoRa物理层的点对点或者点对多点应用数据容量更大，能接入节点更多，可扩展性强。lorawan网络设计了节点接入认证，数据加密等安全机制。

附图说明

图1是根据本实用新型的基于lorawan工地环境参数监测系统的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

首先，本例实施的基于lorawan工地环境参数监测系统，是基于lorawan的组网方案，可以构建一种标准化、可伸缩、高度安全的工地环境参数监测系统。lorawan是由国际LoRa联盟推出的在LoRa物理层传输技术基础之上的以MAC层为主的一套协议标准。有了这个标准之后，lorawan的就变成一种网络技术。这套技术对应的产品包括lorawan节点，lorawan网关和lorawan的协议和数据云平台。使用lorawan网络产品时，对用户的接口有两个：一个是在底层的传感器和lorawan节点之间有一个数据接口，传感器数据通过这个接口传到网络；一个是lorawan的协议和数据云平台和用户的应用之间有一个数据接口将网络的数据传送应用。

具体地，如图1所示，根据本实用新型具体实施方式的一种基于lorawan工地环境参数监测系统，包括lorawan服务器2、至少一个Lorawan网关3、若干lorawan节点4和应用服务器1，其中Lorawan网关3用来与lorawan服务器1进行通讯，每个lorawan节点4用来接入底层的传感器，底层的传感器用来采集工地环境的状态数据，每个lorawan节点4将采集的工地环境状态数据通过lorawan协议栈打包后发送给lorawan网关3，lorawan网关3将接收的工地环境状态数据发送给Lorawan服务器2，应用服务器1用来预先设置工地环境的报警规则，应用服务器1用来接收lorawan服务器2发送的工地环境状态数据并根据预先设置的报警规则对工地环境的报警状态进行响应。本方案中，相应的传感器型号分别为：扬尘DSL-04、PM2.5GP2Y1010AU0F、噪声WS600A、温度/湿度BME280、风向GD51-KFX、风力Qs-fs等进行采集。

作为一种优选的实施方式，每个lorawan节点4的内部具有微处理器MCU，微处理器MCU将采集的工地环境状态数据进行lorawan协议栈打包。

作为一种优选的实施方式，每个lorawan节点4内部具有lora无线收发器芯片，每个lorawan节点4通过lora无线收发器芯片将工地环境状态数据发送给lorawan网关3。

作为一种优选的实施方式，lorawan网关3接收工地环境状态数据后给对应的lorawan节点4发送ACK数据来验证lorawan网关3是否正常接收数据，若lorawan节点4没有接收到lorawan网关3的确认ACK，lorawan节点4则继续发送状态数据。

作为一种优选的实施方式，lorawan服务器2和lorawan网关3均设置在应用服务器1内，lorawan服务器2与Lorawan网关3通过有线进行通讯。

作为一种优选的实施方式，lorawan网关3在应用服务器1外，lorawan服务器2设置在应用服务器1内，lorawan服务器2与Lorawan网关3通过无线或有线进行通讯。

上述方案中，应用服务器1可以由嵌入式CPU组成，也可以为PC机组成，能对整个辖区的各个工地环境的类别、行为特性等进行设置，能接收lorawan服务器2发送的工地环境状态进行响应或主动查询lorawan服务器2的管理的工地环境的状态，根据预先设置的规则，对工地环境的报警状态进行响应，如声光报警、向上级管理系统报警等。Lorawan服务器2主要用来实现工地环境报警节点的入网、加密解密与工地环境报警节点的交互的数据、对工地环境报警节点的状态进行更新和记录，还可以完成对lorawan网络3的管理。Lorawan网关3将需要发送给工地环境报警节点的数据发送出去，将工地环境报警节点的状态变化的无线数据接收下来并转发给lorawan服务器2。lorawan节点4与常规报警系统的地址模块功能相同，将所负责工地环境的传感器状态数据采集后通过内部的MCU和lorawan协议栈打包，通过lora无线收发器芯片发送给lorawan网关3，随后，接收从lorawan网关3发送的ACK数据，验证lorawan网关3是否正常接收到刚才发送的状态数据，若没有接收到网关的确认ACK，lorawan节点4则继续发送状态数据。

需要说明的是，本实例的工地环境参数监测系统改变现有的通过私有协议的解决方案，基于lorawan的组网方案，可以构建一种标准化、可伸缩、高度安全的工地环境参数监测系统，解决了现有的安防领域的不具有兼容性，容量小，安全性能低的技术问题。

综上，相对于仅使用LoRa物理层的传输方式，本实施例的基于lorawan工地环境参数监测系统，具有如下优势：

1.标准化导致的兼容性。不同厂家的不同传感器节点可以接入同一个lorawan网络，在lorawan的协议和数据云平台端的接口是统一的。对于应用开发商来讲不用定制化开发所有传感器，缩短研发周期、降低研发成本，能够快速交付。

2.网络容量大。通过多信道接入、频率切换、自适应速率lorawan网络相对于基于LoRa物理层的点对点或者点对多点应用数据容量更大，能接入节点更多，可扩展性强。有利于应用开发商开发较大规模应用和持续升级性应用。

3.安全性好。lorawan网络设计了节点接入认证，数据加密等安全机制。这些机制在安全性上相对于应用开发商的临时协议会高很多，为应用的持续安全提供保障。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。