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　　作為低功率廣域網(wǎng)(LPWAN)的可能實(shí)現(xiàn)，長距離(LoRa)技術(shù)被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的未來無線通信標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗峁└偁幮怨δ?，例如長期通信范圍，低成本和低功耗，使其成為當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)蜂窩技術(shù)的最佳替代方案。但是，LoRa中可用于物理層調(diào)制的有限帶寬使其不適合從圖像傳感器等設(shè)備進(jìn)行高比特率數(shù)據(jù)傳輸?？梢栽诠?jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模型中通過LoRa物理層(PHY)傳輸圖像傳感器數(shù)據(jù)。在實(shí)施這種方法時(shí)，我們提出了一種克服LoRa帶寬限制的新方案。利用該方案，由傳感器收集的需要高數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)膱D像被加密為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后被分成用于通過LoRa物理層(PHY)傳輸?shù)姆纸M。為了評估使用該方案傳輸?shù)膱D像質(zhì)量，我們測量了丟包率，峰值信噪比(PSNR)和每個(gè)圖像的結(jié)構(gòu)相似性(SSIM)索引。這些測量驗(yàn)證了所提出的圖像傳輸方案，并支持工業(yè)和學(xué)術(shù)趨勢，促使LoRa成為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的未來解決方案。

　　無線遙感(WSN)技術(shù)在低功率，高速和長距離傳輸數(shù)據(jù)方面的能力各不相同。今天，低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)是理想的WSN技術(shù)，因?yàn)樗鼈兙哂袛U(kuò)展的覆蓋范圍，低成本和節(jié)能特性可以不需要通信?；A(chǔ)設(shè)施使它們成為短距離的補(bǔ)充無線技術(shù)，如Wi-Fi和藍(lán)牙低功耗，以及蜂窩技術(shù)的可靠替代品，用于城市規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用。這種能夠以低成本和有限的功耗與數(shù)千個(gè)器件(星形拓?fù)?進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的能力是由于工作循環(huán)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的改進(jìn)。長距離(LoRa)，窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)，IEEE 802.15.4，Sigfox和LTE-M是(IoT)應(yīng)用程序用于連接無線傳感器以擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)部署和降低功率的最新LPWAN技術(shù)示例消費(fèi)。

　　LPWAN最重要的特性之一是能夠通過縮小其帶寬或通過在更寬的頻率范圍內(nèi)擴(kuò)展信號的能量來增強(qiáng)接收器的信噪比(SNR)。例如，在NB-IoT中，將帶寬縮小到小于25 kHz會增加SNR并增強(qiáng)收發(fā)器的性能。當(dāng)帶寬減小到大約100Hz時(shí)，Sigfox可以產(chǎn)生類似的效果。利用LoRa，縮小接收機(jī)的帶寬可以解碼信號幅度比噪聲基底低19.5 dB的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)比其他技術(shù)更長距離的通信。與LoRa進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的能力使其成為高級物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的未來網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，因?yàn)樗梢詫?shù)百個(gè)物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備連接到一個(gè)網(wǎng)關(guān)，并且不需要特殊要求即可連接到其他現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。在本文中，我們展示了LoRa在WSN中的首次應(yīng)用，用于傳輸由圖像傳感器捕獲的紅樹林圖像，并用于馬來西亞Sabak Bernam地區(qū)的紅樹林監(jiān)測。目前愛立信公司的GPP(2G / 3G)技術(shù)。用于通過讀取土壤濕度，煙霧，海平面測量和溫度傳感器的數(shù)據(jù)來監(jiān)測紅樹林的狀況。隨后，這些數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到社區(qū)中心并進(jìn)行處理，以制定防止紅樹林退化的戰(zhàn)略。將LoRa作為帶有圖像傳感器的WSN首次應(yīng)用于此區(qū)域?qū)⒂兄诃h(huán)境監(jiān)測過程，它將有助于增加LPWAN功能，降低功耗(多年來由電池供電)，安裝成本(無需安裝)對于更昂貴的設(shè)備)并增加傳輸數(shù)據(jù)的范圍。

　　最近關(guān)于LoRa網(wǎng)絡(luò)的大多數(shù)研究都集中在其戶外性能和覆蓋范圍上。值得注意的是，LoRa證明它可以在城市應(yīng)用和海上應(yīng)用中提供超過一半的5-10公里范圍的數(shù)據(jù)包。一些研究表達(dá)了對LoRa網(wǎng)絡(luò)上的圖像傳輸?shù)年P(guān)注，因?yàn)閳D像需要大量的比特并且在傳輸操作中消耗更多的能量。

　　據(jù)我們所知，迄今為止還沒有其他研究測試紅樹林區(qū)域圖像傳輸中的LoRa物理層(PHY)功能。這是因?yàn)樗拈L距離能力會影響帶寬，而帶寬被認(rèn)為是傳輸圖像和多媒體數(shù)據(jù)的一大障礙。盡管當(dāng)前實(shí)施的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都是短距離網(wǎng)絡(luò)，但它們具有寬帶寬和高數(shù)據(jù)速率(例如，Zibgee，LTE等)，并且它們在鏈路預(yù)算有限的情況下存在嚴(yán)重問題。此外，LoRa和其他LPWAN的安裝成本更低，并且在LPWAN旁邊不需要中繼器，安裝成本更低，并且不需要中繼器。此外，LPWAN需要更少的功耗。