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　　作為低功率廣域網(wǎng)(LPWAN)的可能實(shí)現(xiàn)，長(zhǎng)距離(LoRa)技術(shù)被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗峁└?jìng)爭(zhēng)性功能，例如長(zhǎng)期通信范圍，低成本和低功耗，使其成為當(dāng)前無(wú)線(xiàn)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。可以在節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模型中通過(guò)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(guò)LoRa物理層(PHY)傳輸?shù)姆纸M。為了評(píng)估使用該方案?jìng)鬏數(shù)膱D像質(zhì)量，我們測(cè)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(cè)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(shì)，促使LoRa成為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的未來(lái)解決方案。

　　無(wú)線(xiàn)遙感(WSN)技術(shù)在低功率，高速和長(zhǎng)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。基礎(chǔ)設(shè)施使它們成為短距離的補(bǔ)充無(wú)線(xiàn)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(zhǎng)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(wú)線(xiàn)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(guò)縮小其帶寬或通過(guò)在更寬的頻率范圍內(nèi)擴(kuò)展信號(hào)的能量來(lái)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(huì)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(lèi)似的效果。利用LoRa，縮小接收機(jī)的帶寬可以解碼信號(hào)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(zhǎng)距離的通信。與LoRa進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的能力使其成為高級(jí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的未來(lái)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(shù)林圖像，并用于馬來(lái)西亞Sabak Bernam地區(qū)的紅樹(shù)林監(jiān)測(cè)。目前愛(ài)立信公司的GPP(2G / 3G)技術(shù)。用于通過(guò)讀取土壤濕度，煙霧，海平面測(cè)量和溫度傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)測(cè)紅樹(shù)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(shù)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(cè)過(guò)程，它將有助于增加LPWAN功能，降低功耗(多年來(lái)由電池供電)，安裝成本(無(wú)需安裝)對(duì)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(hù)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(guò)一半的5-10公里范圍的數(shù)據(jù)包。一些研究表達(dá)了對(duì)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(méi)有其他研究測(cè)試紅樹(shù)林區(qū)域圖像傳輸中的LoRa物理層(PHY)功能。這是因?yàn)樗拈L(zhǎng)距離能力會(huì)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?cè)阪溌奉A(yù)算有限的情況下存在嚴(yán)重問(wèn)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。