草坪在生态环境中具备美化环境、净化空气、保持水土等作用，养护工作十分关键。现有草坪智能养护集中于智能灌溉与智能割草，但两套系统相互独立难以协同；以本地控制为主，缺少实时监测与远程管控能力，通信、割草作业面积等性能仍有待优化。本文针对上述不足，设计基于低功耗 LoRa 无线组网的草坪养护系统。利用 LoRa 技术实现灌溉、割草设备互联互通，协同完成反馈式灌溉；借助 LoRa 网关接入互联网，配套云平台与 APP，实现远程管控，达成设备低功耗、远距离通信，系统具备实时、实用、可靠、智能化等优势。针对户外设备供电受限、通信能耗高的问题，对 MAC 层开展低功耗优化，提出自适应负载的低功耗 MAC 协议。采用前导码分割降低串音功耗，结合双阈值负载判定动态调整侦听周期，保障通信质量的同时削减功耗。测试显示通信实时性良好，无线通信总功耗相比传统 B‑MAC 降低 50% 以上。
作者：张河东
指导老师：陈科明
企业导师：曾佳
发布时间：2020年3月