在ESP32上无网关的LoRa网:设计,自我修复机制和经验性能
Danilo Arregui Almeida1, Juan Chafla Altamirano1, Milton Román Cañizares1
1Facultad de Hábitat, Infraestructura y Creatividad, Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito 17012184, Ecuador.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 16, 2025
概括
本研究介绍了一个无网关的LoRa网格网络,使用ESP32微控制器进行强大的,自我修复的物联网 (IoT) 通信. 该系统实现了高的数据包传输和恢复率,克服了LoRaWAN的局限性.
科学领域:
- 无线通信无线通信
- 物联网 (IoT) 的物联网 (IoT) 的物联网.
- 嵌入式系统 嵌入式系统
背景情况:
- LoRaWAN的集中拓和网关依赖性限制了物联网应用程序.
- 资源有限的设备需要高效,耐故障的通信.
研究的目的:
- 在商品微控制器上设计和验证无网关的LoRa网格网络.
- 实施轻量级的自我修复机制,以实现可靠的物联网通信.
主要方法:
- 使用ESP32微控制器和LoRa调制开发了一个网状网络.
- 实现了基于邻居的路由,跳跳确认 (ACK) 和受控的转发.
- 为了提高可靠性,采用了倾听前交谈 (LBT) 和替代链接触发 (ALT).
主要成果:
- 在理想条件下达到高达95%的包裹交付比率 (PDR),在城市部署中达到75%.
- 在节点故障期间,证明了自愈能力,具有88.33%的数据包恢复比率 (PRR).
- 在ESP32-S3 + SX1262硬件上验证了强大的性能.
结论:
- 在商品硬件上,一个紧的,耐故障的LoRa网格网络没有网关是可行的.
- 开发的系统克服了LoRaWAN对物联网的操作限制.
- 轻量级的自我修复机制在资源有限的环境中提高了通信可靠性.


