中文引用格式： 余欣如，蘇淑靖，蔡磊. 基于LoRa的無線傳感網絡設計[J]. 電子技術應用，2024，50(10)：57-62.
英文引用格式： Yu Xinru，Su Shujing，Cai Lei. Design of wireless sensor network based on LoRa[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(10)：57-62.
引言
物聯網(Internet of Things, IoT)通信技術分為有線和無線通信兩大類[1]。其中，有線通信存在成本高、施工和調試過程繁瑣、維護擴展困難等普遍局限性。而無線傳感網絡(Wireless Sensor Network,WSN)融合分布式信息處理技術，具有組網靈活、互動友好等優勢，能簡化設備和通信網絡，節約成本，是提升IoT監測管理水平的優勢技術。近年來，WSN在IoT中得到廣泛應用[2-8]，包括醫療、交通、家居、農業、工業等多種通信場景。
IoT中有許多先進的WSN可供選擇[9]。Woo-García等基于Wi-Fi和樹狀拓撲建立了用于環境檢測的無線傳感網絡[10]；朱新強等基于STM32單片機設計了煤礦環境監測及預警系統[11]，并利用ESP8266 Wi-Fi模塊實現了單片機與PC端之間的無線通信。但Wi-Fi的通信距離較短，且功耗高、節點少，網絡不易擴展。曹現剛等基于ZigBee協議設計了礦用設備數據采集分站[12]；冼鋰東等基于ZigBee設計了機房物料管理系統[13]；石云東等基于ZigBee設計了煤礦遠程安全監測系統[14]。但ZigBee使用2.4 GHz頻段，導致信號穿透能力較差、覆蓋范圍較小，僅適用于短距離傳輸，不適合大范圍鋪設監測。
LoRa是基于擴頻技術的低功耗、遠距離的WSN，具有較強的抗干擾能力和組網便捷的優勢，可有效防止同頻串擾。綜上所述，本文基于LoRa設計了一種無線傳感網絡，在MAC層協議中進行了防碰撞機制和功率自適應的設計，使得本網絡傳輸時延小、功耗低，能夠實現多終端、遠距離的可靠無線通信。
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作者信息：
余欣如，蘇淑靖，蔡磊
（中北大學 儀器與電子學院 省部共建動態測試技術國家重點實驗室，山西 太原 030051）
