中文引用格式： 余欣如，苏淑靖，蔡磊. 基于LoRa的无线传感网络设计[J]. 电子技术应用，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
物联网(Internet of Things, IoT)通信技术分为有线和无线通信两大类[1]。其中，有线通信存在成本高、施工和调试过程繁琐、维护扩展困难等普遍局限性。而无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)融合分布式信息处理技术，具有组网灵活、互动友好等优势，能简化设备和通信网络，节约成本，是提升IoT监测管理水平的优势技术。近年来，WSN在IoT中得到广泛应用[2-8]，包括医疗、交通、家居、农业、工业等多种通信场景。
IoT中有许多先进的WSN可供选择[9]。Woo-García等基于Wi-Fi和树状拓扑建立了用于环境检测的无线传感网络[10]；朱新强等基于STM32单片机设计了煤矿环境监测及预警系统[11]，并利用ESP8266 Wi-Fi模块实现了单片机与PC端之间的无线通信。但Wi-Fi的通信距离较短，且功耗高、节点少，网络不易扩展。曹现刚等基于ZigBee协议设计了矿用设备数据采集分站[12]；冼锂东等基于ZigBee设计了机房物料管理系统[13]；石云东等基于ZigBee设计了煤矿远程安全监测系统[14]。但ZigBee使用2.4 GHz频段，导致信号穿透能力较差、覆盖范围较小，仅适用于短距离传输，不适合大范围铺设监测。
LoRa是基于扩频技术的低功耗、远距离的WSN，具有较强的抗干扰能力和组网便捷的优势，可有效防止同频串扰。综上所述，本文基于LoRa设计了一种无线传感网络，在MAC层协议中进行了防碰撞机制和功率自适应的设计，使得本网络传输时延小、功耗低，能够实现多终端、远距离的可靠无线通信。
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作者信息：
余欣如，苏淑靖，蔡磊
（中北大学 仪器与电子学院 省部共建动态测试技术国家重点实验室，山西 太原 030051）
