[发明专利]一种基于Lora通信的海洋监测系统和方法

说明书

本申请公开了一种基于Lora通信的海洋监测系统和方法，该系统包括多个无人监测船、Lora网关和岸端上位机；所述无人监测船用于获取海洋环境数据和配置信息，根据所述配置信息将海洋环境数据实时传输给Lora网关；所述Lora网关用于向每个所述无人监测船发送配置信息，根据预设数据格式对海洋环境数据进行数据封装；所述岸端上位机用于接收所述Lora网关发送的封装数据，对所述封装数据进行解析，对解析后的数据进行数据分析，将分析结果进行上传。本发明提供的系统中，无人监测船与岸端上位机通过Lora通信方式进行传输，功耗低、传输距离远，且部署简单、可扩展性强，适用于远距离水域的海洋数据实时在线监测。

技术领域

本发明涉及海洋监测技术领域，具体涉及一种基于Lora通信的海洋监测系统和方法。

背景技术

近年来，在各国探索和可持续利用海洋矿产、生物、空间等资源的过程中，海洋监测技术是必不可少的手段。例如：对海洋能源进行开发时，需要提供及时准确的观测预报服务；建立海洋牧场、对海洋环境进行治理时，需要对海洋生态环境和气象环境进行监测。可见，海洋监测技术的进步对相关行业的发展具有重要意义。随着人工智能技术、控制技术、导航定位技术的飞速发展，无人监测船在海洋监测中得到了推广，具有灵活性高、功能多、成本低、安全性高的优点。

目前，基于无人监测船的海洋监测方法是通过搭载各种环境监测传感器的无人船，对海洋生态环境进行实时监测，并由远程上位机对指定区域进行监督和检查。无人监测船与岸端上位机的通信方式通常是GPRS，或者使用在2.4G频段的远程通讯，如Zigbee、蓝牙和WiFi技术等，但实际应用中，这些通讯方式存在功耗较高，或覆盖距离有限的问题，不能满足实际应用中能量补给困难的远距离监测场景。一旦需要对远距离水域进行监测，可能会由于电量限制无法完成任务，或在船舶与岸端距离过大时，岸端上位机收不到信号，无法知晓无人监测船的情况，导致船舶路径偏离，甚至发生船只碰撞事故。

因此，需要提出一种基于Lora通信的海洋监测系统和方法，能够解决现有技术中，由于无人监测船与岸端上位机通常使用GPRS或2.4G频段的远程通信方式，设备的功耗高、覆盖距离有限，导致无人监测船出现路径偏航或安全事故的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于Lora通信的海洋监测系统和方法，用以解决现有技术中无人监测船与岸端上位机通信存在功耗高、覆盖距离有限，导致无人监测船出现路径偏航或安全事故的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种基于Lora通信的海洋监测系统，包括多个无人监测船、Lora网关和岸端上位机；

所述无人监测船，用于获取海洋环境数据和所述Lora网关发送的配置信息，根据所述配置信息将海洋环境数据实时传输给所述Lora网关；

所述Lora网关，用于向每个所述无人监测船发送配置信息，接收所述无人监测船发送的海洋环境数据，根据预设数据格式对所述海洋环境数据进行数据封装，得到封装数据，并将所述封装数据传输至所述岸端上位机；

所述岸端上位机，用于接收所述Lora网关发送的封装数据，对所述封装数据进行解析，对解析后的数据进行数据分析，将分析结果进行上传。

进一步的，所述Lora网关包括配置模块、数据封装模块和数据发送模块；

所述配置模块，用于根据所述无人监测船的空间地址和编号信息对所述无人监测船进行网络配置；

所述数据封装模块，用于对所述海洋环境数据进行预处理，并根据预设规则对预处理后的海洋环境数据进行数据封装，得到封装数据；

所述数据发送模块，用于对所述封装数据进行调制、扩频调制和射频调制后发送给所述无人监测船。

进一步的，所述配置模块包括信道配置模块；