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基于LoRa的井盖状态监测系统研究与设计的任务书
一、课题背景
随着城市化进程的不断推进，城市的基础设施建设得到了长足的发展，其中井盖作为城市下水道和道路的重要组成部分，其安全性和稳定性对城市的正常运行和市民的生命财产安全都具有至关重要的意义。同时，由于井盖的使用频率高、易受损等特点，其管理和维护具有一定的困难，传统的巡查维护方式已经无法满足现代城市运行的需求。因此，利用无线传感技术开发一套井盖状态监测系统，将有助于提高井盖的管理效率和避免安全事故的发生。
本次设计任务旨在基于LoRa技术，开发一款井盖状态监测系统，实现对井盖的实时状态监测和异常报警，并提供云端数据分析和处理功能。
二、任务描述
1.系统总体设计
基于LoRa无线传感技术，设计一款井盖状态监测系统，包括传感器节点、基站和云端三部分：
（1）传感器节点：该节点安装在井盖上，负责实时监测井盖的状态信息，包括井盖是否移动、是否被撬开等信息，同时具有低功耗、高稳定性等特点；
（2）基站：负责接收并传输来自传感器的数据，并与云端进行通信；
（3）云端：负责对收集到的数据进行分析和处理，实现数据可视化和管理功能。
2.硬件设计
（1）传感器节点：采用超声波传感器或震动传感器，用于检测井盖的状态信息，设计低功耗的电路和适配LoRa通信协议，以保证传输距离和通信稳定性；
（2）基站：采用LoRa通信模块，实现长距离的数据传输，并配备基础的处理器和储存器，以支持数据的缓存和转发功能；
（3）云端：使用AWS云服务，实现对数据的存储和分析处理，具有较强的数据可视化和管理功能。
3.软件开发
（1）传感器节点：使用C语言自主开发底层驱动和通信协议，实现传感器数据的采集和传输功能；
（2）基站：使用Python开发数据缓存和转发功能；
（3）云端：使用AWS云平台，利用Python或Node.js等语言开发基于Web的数据管理和分析系统。
4.系统测试
（1）系统集成测试：将各部分硬件和软件集成，测试系统的整体运行状态和通信质量；
（2）数据传输测试：根据设定的不同距离和干扰程度，测试数据传输的稳定性和性能；
（3）系统性能测试：通过模拟实际使用场景，测试系统的稳定性、可靠性和鲁棒性等性能指标。
三、任务要求
1.了解LoRa技术，掌握传感器节点、基站和云端开发的相关知识和技能；
2.具备嵌入式系统和物联网开发经验，熟悉C语言和Python等开发语言；
3.硬件设计方面，需要具备电子电路设计和硬件原理图绘制能力；
4.软件设计方面，需要具备软件架构设计和代码开发能力；
5.具备团队合作和解决问题的能力，能够与其他成员积极协作，完成任务。
四、参考材料
1.LoRaWAN协议规范；
2.AWS云平台开发文档；
3.STM32单片机参考手册；
4.传感器技术手册和应用案例。
五、预期成果
1.一份完整的井盖状态监测系统设计方案，包括硬件、软件和系统架构的设计图纸和文档说明；
2.一套可运行的系统原型，包括三部分（传感器节点、基站和云端）均能正常运行和通信；
3.测试报告和系统性能评估，包括针对不同距离、干扰程度等情况下的数据传输和系统性能测试结果；
4.需提交相应的源代码和文档资料。