用于监测地下采矿环境的 LoRa 多跳网络
网络与互联网体系结构
2023-11-01 v1
摘要
物联网应用因其在典型场景(如智慧城市与智慧医疗)中的效能而获得广泛认可。然而,仍存在众多非常规情形,物联网技术虽极有用却尚未大规模应用。其中一个领域是地下采矿行业,通过无线通信增强自动化监测具有重要意义。在本文中,我们专注于开发、实现并评估一个专为监测地下采矿环境定制的基于 LoRa 的多跳网络,其中数据流量稀疏,但能效至关重要。因此我们定义了一个同步框架,使节点大部分时间可休眠,仅需在交换流量时唤醒。值得注意的是,我们的网络在父子对之间实现了经证实低于 40 微秒的同步精度,且对多样拓扑开销最小,使其对地下作业高度可行。此外,为恰当的网络规划,我们建模了网络吞吐量、帧大小与潜在应用的采样周期之间的相互作用。而且,我们提出一个基于设备在多跳网络中位置估算其占空比的模型,并给出经验观测以作验证。所提模型使得优化网络性能以满足不同地下用例可能产生的特定需求成为可能,其中鲁棒性、低功耗运行与符合射频法规是必须满足的关键要求。
引用
@article{arxiv.2310.20515,
title = {LoRa Multi-Hop Networks for Monitoring Underground Mining Environments},
author = {Luca Scalambrin and Andrea Zanella and Xavier Vilajosana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.20515},
year = {2023}
}