作為低功率廣域網(LPWAN)的可能實現，長距離(LoRa)技術被認為是物聯網(IoT)的未來無線通信標準，因為它提供競爭性功能，例如長期通信范圍，低成本和低功耗，使其成為當前無線傳感器網絡和傳統蜂窩技術的最佳替代方案。但是，LoRa中可用于物理層調制的有限帶寬使其不適合從圖像傳感器等設備進行高比特率數據傳輸。在樹林檢測法中，我們在節點到節點網絡模型中通過LoRa物理層(PHY)傳輸圖像傳感器數據。在實施這種方法時，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據速率傳輸的圖像被加密為十六進制數據，然后被分成用于通過LoRa物理層(PHY)傳輸的分組。為了評估使用該方案傳輸的圖像質量，我們測量了丟包率，峰值信噪比(PSNR)和每個圖像的結構相似性(SSIM)索引。這些測量驗證了所提出的圖像傳輸方案，并支持工業和學術趨勢，促使LoRa成為物聯網基礎設施的未來解決方案。
無線遙感(WSN)技術在低功率，高速和長距離傳輸數據方面的能力各不相同。低功耗廣域網(LPWAN)是理想的WSN技術，因為它們具有擴展的覆蓋范圍，低成本和節能特性(可以不需要通信基礎設施)使它們成為短距離的補充無線技術，如Wi-Fi和藍牙低功耗，以及蜂窩技術的可靠替代品，用于城市規模的物聯網(IoT)應用。這種能夠以低成本和有限的功耗與數千個器件(星形拓撲)進行遠程通信的能力是由于工作循環和網絡協議的改進]。長距離(LoRa)，窄帶物聯網(NB-IoT)，IEEE 802.15.4，Sigfox和LTE-M是(IoT)應用程序用于連接無線傳感器以擴展物聯網部署和降低功率的最新LPWAN技術示例消費。
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擴展信號的能量來增強接收器的信噪比(SNR)。例如，在NB-IoT中，將帶寬縮小到小于25 kHz會增加SNR并增強收發器的性能。當帶寬減小到大約100Hz時，Sigfox可以產生類似的效果。利用LoRa，縮小接收機的帶寬可以解碼信號幅度比噪聲基底低19.5 dB的傳輸，從而實現比其他技術更長距離的通信。與LoRa進行遠程通信的能力使其成為高級物聯網應用的未來網絡基礎設施，因為它可以將數百個物聯網終端設備連接到一個網關，并且不需要特殊要求即可連接到其他現有網絡。在本文中，我們展示了LoRa在WSN中的首次應用，用于傳輸由圖像傳感器捕獲的紅樹林圖像，并用于樹林監測。可通過蜂窩網絡2G/3G/4G用于讀取土壤濕度、煙霧、海平面測量和溫度傳感器的數據來監測樹林的狀況。隨后，這些數據被轉移到社區中心并進行處理，以制定防止樹林退化的戰略。將LoRa作為帶有圖像傳感器的WSN首次應用于此區域將有助于環境監測過程，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)對于更昂貴的設備)并增加傳輸數據的范圍。
首先討論LPWAN圖像傳輸相關工作。然后，提供關于LoRa網絡的背景和一些指示其操作的重要參數。在此之后，在LoRa和其他LPWAN技術之間進行了比較，突出了這種技術在WSN應用中的優勢。在此之后，討論了新穎圖像轉移實驗的細節及其設置方法。我們隨后列出并討論了該實驗的結果，以驗證LoRa物理層上圖像傳輸的可行性。
最近關于LoRa網絡的大多數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用和海上應用中提供超過一半的5-10公里范圍的數據包。一些研究表達了對LoRa網絡上的圖像傳輸的關注，因為圖像需要大量的比特并且在傳輸操作中消耗更多的能量，顯示了在LoRa上傳輸圖像的有希望的結果。
迄今為止還沒有其他研究測試樹林區域圖像傳輸中的LoRa物理層(PHY)功能。這是因為它的長距離能力會影響帶寬，而帶寬被認為是傳輸圖像和多媒體數據的一大障礙。盡管當前實施的大多數網絡都是短距離網絡，但它們具有寬帶寬和高數據速率(例如，Zibgee，LTE等)，并且它們在鏈路預算有限的情況下存在嚴重問題。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。
-20241213094735.png)
