[发明专利]一种LoRa无线定位的浮标法测河水流速方法

摘要

本发明公开了一种LoRa无线定位的浮标法测河水流速方法，对用于测河水流速的浮标进行设计，十字架结构使得浮标稳定性好在水中不易被流水打翻；LoRa模块能实现毫秒级计时，并能实现低功耗远距离数据传输。对LoRa模块的数据帧格式进行设计，该数据帧包含两个字节，具有计时和纠错功能，浮标位置由河道两岸的基站确定，根据基站接收信号强度与信号传输距离的关系，计算出浮标和基站之间的距离，再根据三点定位法确定浮标位置。本发明能实现远程、高效、高精度的河水流速测量，节省了人力并且对野外复杂环境和恶劣天气的适应性更强，从而使河水流速测量更高效便捷。

主权项

1.一种LoRa无线定位的浮标法测河水流速方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，设计LoRa无线定位的浮标将浮标设计为十字架结构，浮标四周都安装着低功耗LED，用于遇到紧急情况时夜间投放与观察，浮标中心位置安装LoRa模块，每秒向基站发送1000个数据包，用于毫秒级计时；步骤2，建立基站在河道两侧每隔50米交错建立一个基站，共建立4个基站，该段为河水流速监测段，基站上方有发射和接收天线，用于接收浮标上LoRa模块发送的数据以及基站间数据的交互，并能将采集到的数据远程传递到监控中心，这些基站作为锚节点再结合三点定位法来确定浮标的位置；步骤3，投放浮标在河道上游投放一个浮标，该浮标上LoRa每秒内发送1000个数据，即1毫秒发送一个数据包用于计时，发送的数据由基站接收。步骤4，数据处理LoRa模块以固定的能量发送数据，由于电波在自由空间中传播会有损耗，接收到的信号强度会改变，并与距离有一定关系，利用两者之间的关系公式计算出浮标与各基站间的距离，再结合三点定位可计算出浮标的实时位置，并且可根据LoRa发送的数据得到对应的时间，用距离除以时间就能得到相应的河水流速。