一、文献综述
（一）国内外研究现状
随着科技的发展，现有的通信网络已经由人与人、人与物、发展到物与物形成的所谓物联网。物联网技术近年来飞速发展，相应的物联网产业也在飞速増长。然而，快速发展的背后也面临着许多问题，现有的通信技术设计之初便是针对人与人之间的通信，无法满足物联网通信的需要。因此，一种基于扩频技术的无线通信技术---LoRa应运而生。其低功耗、广域覆盖的特点非常适合于物联网大规模的部署。
近年来，空气质量问题成为了人们关注的热点话题，而空气的温度湿度、以及PM2. 5的含量又是人们关心的重要参数。如果能够对大气环境实现有效的监测，那么就可以为环境管理部门提出环境整改措施提供了有效的数据参考。但是在对城市空气质量进行监测的过程中，由于监测点众多且各测点分布比较分散，如果采用有线的方式进行数据传输，存在着布线复杂、成本高等问题，同时现有的传统zigbee、蓝牙、WiFi等无线通信技术，由于他们的通信距离较近，难以在城市中布局广域网。为此必须另选其他的通信方式，而LoRa无线通信技术的诞生恰恰解决了这个问题，使成本高，难以实现的远距离无线通信成为可能。
（二）研究主要成果
2013年8月，Semtech公司向业界发布了一种新型、基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术（简称LoRa）的芯片。其接收灵敏度达到了惊人的-148dbm，其功耗极低且不需要使用昂贵的温补晶振，引起了极大的关注。目前销售最好的是在中国授权销售的SX1276和SX1278两款芯片。SX1276的频段是137MHz到1020MHz，基本能满足全球主流通信标准所制定的通信频段，并且SX1276射频芯片的接收灵敏度在125kHz带宽下可以达到-136dBm 的好成绩，获得了大多数需求商的青睐。SX1278芯片则是SX1276 芯片的升级版，其接收灵敏度为-139dBm,工作频率为433MHz到510MHz，并且在国内ISM频段内可以免费使用。并且该模块体积较小，方便用户嵌入终端结点，非常适合于对大气环境监测的系统中。
由于该产品使用一种特殊的扩频技术，这使得不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰。在此基础上研发的集中器/网关能够并行接收并处理多个节点的数据，大大扩展了系统容量。采用LoRa技术之后，设计人员可以最大程度地实现更长距离的通信与更低的功耗，同时还可节省额外的中继器成本。以LoRa为代表的低功耗、远距离网络技术的出现，有机会打破物联网在互联方面的瓶颈,基于该技术的大范围数据监测功能将有可能得到大规模应用。
LoRa采用星型网络架构，与网状网络架构相比，它是具有最低延迟、最简单的网络结构。基于LoRa的扩频芯片，可以实现节点与集中器直接组网连接，构成星形；对于远距离的节点，可使用网关设备进行中继组网连接。LoRa网络供应商既可以搭建覆盖范围较广的广域网基础设施，也可以通过简单的网关设备搭建局域网，只要物联网设备中嵌入LoRa芯片或模块，即可快速实现组网和快速配置。广域网和局域网两种环境中均可实现便捷组网，在与以自组网见长的ZigBee协议比较，具有明显的优势。应用于低成本传感网的解决方案LoRa使用新型的扩频调制技术，大大提升了物理层硬件的性能，并且在省电方面相比WIFI、蓝牙技术有了明显的改进。
在实际应用中，采用LoRa协议的物联网设备无线通信距离超过15公里(郊区环境)，电池使用寿命可达10年以上，并且能够将数百万的无线传感器节点与LoRa技术网关连接起来，这一优势是传统网络通讯标准无法达到的。几种无线通信方式的传输距离、速率、功耗对比如表1所示：
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
