本發明涉及物聯網技術、傳感器技術、無線通信技術和環境監測領域，具體是一種基于rfid與lora技術的火力發電廠環境監測系統。

背景技術：

目前，在中國經濟的高速發展過程中伴隨著環境狀況的不斷惡化，環境友好型的可持續發展是目前大力倡導的經濟發展模式，火力發電廠作為經濟發展過程中的主要污染源，對火力發電廠的環境進行在線監控具有重要的現實意義。目前國內還沒有專門針對火力發電廠的環境進行在線監測的系統，申請號為201620686708.1，公告號為205899784u《火力發電廠無線監測系統》采用zigbee數傳模塊和傳感器檢測終端對發電廠的監測區域內的狀態進行監測，但是其結構較為復雜，而且不具有定位識別功能，并且其zigbee數傳模塊傳輸距離有限，如果較遠距離傳輸需要布置大量的zigbee節點，不僅增加了結構復雜度和成本還會造成信息阻塞和時延。申請號為201620596638.0，公告號為205785324uj《火力發電廠監測系統》監測系統結構較為復雜，而且并沒有具體說明通信方式。申請號為201220135764.8，公告號為202512124u《基于rfid和無線傳感網絡的水質監測預警系統》在各個監測節點與匯聚節點之間采用zigbee組網互聯，不適合較遠距離的無線通信。

技術實現要素：

本發明所要解決的問題是，克服上述背景技術的不足，提出一種成本低，功耗低，傳輸距離遠，結構簡單的基于rfid與lora技術的火力發電廠環境監測系統。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

基于rfid與lora技術的火力發電廠環境監測系統，包括四層結構，即感知層、rfid閱讀器通信層、lora無線通信層和后臺計算機監測中心層；感知層與rfid閱讀器通信層雙向連接，rfid閱讀器通信層與lora無線通信層雙向連接，lora無線通信層與后臺計算機監測中心層雙向連接；

所述感知層為布置在火力發電廠整個環境監測區域的rfid傳感標簽；所述rfid閱讀器通信層包括rfid標簽天線和rfid閱讀器模塊，rfid標簽天線和rfid閱讀器模塊雙向連接；所述lora無線通信層包括lora收發模塊和lora網關，lora收發模塊和lora網關雙向連接；所述后臺計算機監測中心層包括監測計算機、數據中心庫以及監測人員，數據中心庫設于監測計算機內；

所述rfid傳感標簽對所布置區域內的環境狀態進行實時的監測，獲取的環境狀態監測數據通過預處理并按照rfid通信協議將監測數據打包成數據包，打包后的數據包通過rfid標簽天線發送；

從rfid傳感標簽經rfid標簽天線發送過來的狀態監測數據包無線傳輸給閱讀器rfid通信層的rfid閱讀器模塊，經rfid閱讀器模塊處理成符合lora通信協議的數據包后傳輸給lora收發模塊；

所述lora無線通信層用于將lora收發模塊將接收到的數據包按照lora通信協議和擴頻技術遠距離傳輸給lora網關；lora網關將接收到的數據包傳輸給后臺計算機監測中心層；

所述后臺計算機監測中心層將接收到的數據包即火力發電廠環境監測狀態值實時的顯示出來，監測人員根據監測計算機顯示的環境監測狀態值采取相應的行動；同時監測的火力發電廠環境監測狀態值上傳到數據中心庫。

進一步，rfid傳感標簽包括固體煤灰監測單元即監測固體煤灰的rfid傳感標簽、排放液體監測單元即監測排放液體的rfid傳感標簽、排放氣體監測單元即監測排放氣體的rfid傳感標簽和噪聲監測單元即監測噪聲的rfid傳感標簽。

進一步，固體煤灰監測單元即監測固體煤灰的rfid傳感標簽包括煤灰監測mcu控制單元、煤灰監測溫度傳感器、煤灰監測濕度傳感器、煤灰監測rfid標簽存儲單元和煤灰監測電源模塊；煤灰監測rfid標簽存儲單元與rfid標簽天線相連；煤灰監測rfid標簽存儲單元和與煤灰監測rfid標簽存儲單元相連的rfid標簽天線集成在一起，共同構成煤灰監測rfid標簽單元；煤灰監測rfid標簽存儲單元與煤灰監測mcu控制單元雙向連接；煤灰監測溫度傳感器、煤灰監測濕度傳感器均與煤灰監測mcu控制單元雙向連接；煤灰監測mcu控制單元、煤灰監測溫度傳感器、煤灰監測濕度傳感器和煤灰監測rfid標簽單元均與煤灰監測電源模塊連接。

煤灰監測電源模塊用于給整個固體煤灰監測單元即監測固體煤灰的rfid傳感標簽供電；煤灰監測溫度傳感器、煤灰監測濕度傳感器分別用于感知固體煤灰的溫度和濕度；煤灰監測mcu控制單元通過對煤灰監測溫度傳感器、煤灰監測濕度傳感器進行配置，并接受來自煤灰監測溫度傳感器、煤灰監測濕度傳感器的監測原始數據，并將原始數據進行處理并且按照rfid通信協議打包；從煤灰監測mcu控制單元傳送過來的數據包經煤灰監測rfid標簽存儲單元緩存后送到rfid標簽天線進行發送。

進一步，排放液體監測單元即監測排放液體的rfid傳感標簽包括液體監測mcu控制單元、液體監測溫度傳感器、金屬離子傳感器、ph值傳感器、液體監測rfid標簽存儲單元和液體監測電源模塊；液體監測rfid標簽存儲單元亦與rfid標簽天線相連；液體監測rfid標簽存儲單元和與液體監測rfid標簽存儲單元相連的rfid標簽天線集成在一起，共同構成液體監測rfid標簽單元；液體監測rfid標簽存儲單元與液體監測mcu控制單元雙向連接；液體監測溫度傳感器、金屬離子傳感器、ph值傳感器均通過防水傳輸線與液體監測mcu控制單元雙向連接。液體監測mcu控制單元、液體監測溫度傳感器、金屬離子傳感器、ph值傳感器和液體監測rfid標簽單元均與液體監測電源模塊連接。

由于水質監測環境的特殊性，將液體監測溫度傳感器、金屬離子傳感器、ph值傳感器可集成在一起，形成一個水下監測模塊，水下監測模塊通過防水傳輸線液體監測電源模塊相連。

液體監測電源模塊用于給整個排放液體監測單元即監測排放液體的rfid傳感標簽供電，對水下監測模塊采用防水傳輸線供電；液體監測溫度傳感器用于監測火力發電廠排放液體的溫度，金屬離子傳感器用于感知火力發電廠排放液體的金屬離子含量，ph值傳感器用于感知火力發電廠排放液體的ph值；液體監測mcu控制單元對液體監測溫度傳感器、金屬離子傳感器、ph值傳感器進行配置，并接受來自液體監測溫度傳感器、金屬離子傳感器、ph值傳感器的監測原始數據，并將原始數據進行處理并且按照rfid通信協議打包；從液體監測mcu控制單元傳送過來的數據包經液體監測rfid標簽存儲單元緩存后送到rfid標簽天線進行發送。

進一步，排放氣體監測單元即監測排放氣體的rfid傳感標簽包括氣體監測mcu控制單元、二氧化硫傳感器、氧化氮傳感器、一氧化碳傳感器、粉塵傳感器、氣體監測rfid標簽存儲單元和氣體監測電源模塊；氣體監測rfid標簽存儲單元亦與rfid標簽天線相連；氣體監測rfid標簽存儲單元和與氣體監測rfid標簽存儲單元相連的rfid標簽天線集成在一起，共同構成氣體監測rfid標簽單元；氣體監測rfid標簽存儲單元與氣體監測mcu控制單元雙向連接；二氧化硫傳感器、氧化氮傳感器、一氧化碳傳感器、粉塵傳感器均與氣體監測mcu控制單元雙向連接；氣體監測mcu控制單元、二氧化硫傳感器、氧化氮傳感器、一氧化碳傳感器、粉塵傳感器和氣體監測rfid標簽單元均與氣體監測電源模塊連接；

氣體監測電源模塊用于給整個排放氣體監測單元即監測排放氣體的rfid傳感標簽供電；二氧化硫傳感器用于感知火力發電廠排放氣體的二氧化硫濃度，氧化氮傳感器用于感知火力發電廠排放氣體的氧化氮濃度，一氧化碳傳感器用于感知火力發電廠排放氣體的一氧化碳濃度，粉塵傳感器用于感知火力發電廠排放氣體的粉塵濃度。氣體監測mcu控制單元對二氧化硫傳感器、氧化氮傳感器、一氧化碳傳感器、粉塵傳感器進行配置，并接受來自二氧化硫傳感器、氧化氮傳感器、一氧化碳傳感器、粉塵傳感器的監測原始數據，將原始數據進行處理并且按照rfid通信協議打包；從氣體監測mcu控制單元傳送過來的數據包經氣體監測rfid標簽存儲單元緩存后送到rfid標簽天線進行發送。

進一步，噪聲監測單元包括噪聲監測mcu控制單元、噪聲傳感器、噪聲監測rfid標簽存儲單元和噪聲監測電源模塊；噪聲監測rfid標簽存儲單元亦與rfid標簽天線相連；噪聲監測rfid標簽存儲單元和與噪聲監測rfid標簽存儲單元相連的rfid標簽天線集成在一起，共同構成噪聲監測rfid標簽單元；噪聲監測rfid標簽存儲單元與噪聲監測mcu控制單元雙向連接，噪聲監測mcu控制單元與噪聲傳感器雙向連接；噪聲監測mcu控制單元、噪聲傳感器和噪聲監測rfid標簽單元均與噪聲監測電源模塊連接；

噪聲監測電源模塊用于給整個噪聲監測單元供電；噪聲傳感器用于感知監測區域的噪聲值；噪聲監測mcu控制單元對噪聲傳感器進行配置，并接受來自噪聲傳感器的監測原始數據，將原始數據進行處理并且按照rfid通信協議打包；從噪聲監測mcu控制單元傳送過來的數據包經噪聲監測rfid標簽存儲單元緩存后送到rfid標簽天線進行發送。

進一步，rfid閱讀器模塊包括電源模塊和rfid閱讀器，所述rfid閱讀器包括rfid閱讀器天線、射頻基帶和數字基帶；rfid閱讀器天線與射頻基帶雙向連接，射頻基帶與數字基帶雙向連接；rfid閱讀器通過數字基帶外接lora無線通信層的lora收發模塊；lora收發模塊通過uart與rfid閱讀器的數字基帶連接；lora收發模塊和rfid閱讀器均與rfid閱讀器模塊的電源模塊連接；

rfid閱讀器模塊的電源模塊負責向rfid閱讀器和lora收發模塊供電，rfid閱讀器通過rfid閱讀器天線與rfid標簽天線進行通信，rfid閱讀器內部的數字基帶部分通過uart接口與lora收發模塊連接；rfid閱讀器通過rfid閱讀器天線接收來自rfid標簽天線發送的數據，經射頻基帶傳輸到數字基帶部分進行處理并按照lora通信協議打包，將處理打包好的數據通過uart接口發送給lora收發模塊；lora收發模塊將接受到的狀態信息數據包傳輸給lora網關。

所述lora無線通信層包括lora收發模塊與lora網關，lora通信是一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案，具有距離遠，低功耗，多節點，低成本特點。

本發明之基于rfid與lora技術的火力發電廠環境監測系統具有適應性強，低功耗，傳輸距離遠，無線網絡化，系統結構簡單與可識別環境監測位置的特點。

（1）適應性強主要體現在rfid標簽抗污染，耐久性強，rfid通信技術具有可穿透木材，塑料等非金屬和非透明物質，可應用與粉塵，油污等高污染環境，因此非常適合火力發電廠環境監測各種復雜的環境。并且rfid標簽含有存儲單元，當整個通信過程發生中斷的時候，可以繼續感知數據存儲下來，等到通信順暢后再發送出去。

（2）低功耗主要體現在本發明采用的硬件設備大部分是低功耗設備。比如mcu控制模塊采用低功耗的msp430型號單片機，采用的通信方式例如lora無線通信具有低功耗的特點,而且傳感節點是定時喚醒監測即通過mcu控制模塊定時喚醒各類型的傳感器，各傳感器其余時間處于休眠模式。（3）傳輸距離遠主要體現在采用了基于lora擴頻技術的無線通信方式，傳輸距離可達十公里以上，足以覆蓋整個火力發電廠的環境監測區域。

（4）無線網絡化主要體現在感知層與監測中心之間的數據傳輸靠無線網絡傳輸。

（5）系統結構簡單主要體現在擯棄了傳統的有線監測系統復雜的布線結構，并且也不需要像zigbee技術采用節點自組織的網絡結構。

（6）可識別環境監測位置，是每個rfid標簽天線在與rfid閱讀器通信的時候，都會發送一個唯一識別自己的id碼，因此可以在整個監測過程中唯一的識別每一個rfid標簽天線，從而識別環境監測的位置。

附圖說明

圖1為本發明之基于rfid與lora技術的火力發電廠環境監測系統的總體結構示意圖。

圖2為rfid閱讀器模塊的結構示意圖。

圖3為固體煤灰監測單元的結構示意圖。

圖4為排放液體監測單元的結構示意圖。

圖5為排放氣體監測單元的結構示意圖。

圖6為噪聲監測節單元的結構意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。

參照圖1，本發明之基于rfid與lora技術的火力發電廠環境監測系統，包括四層結構，即感知層、rfid閱讀器通信層、lora無線通信層和后臺計算機監測中心層。感知層與rfid閱讀器通信層雙向連接，rfid閱讀器通信層與lora無線通信層雙向連接，lora無線通信層與后臺計算機監測中心層雙向連接。

所述感知層為布置在火力發電廠整個環境監測區域的rfid傳感標簽。所述rfid閱讀器通信層包括rfid標簽天線和rfid閱讀器模塊u5，rfid標簽天線和rfid閱讀器模塊u5雙向連接。所述lora無線通信層包括lora收發模塊和lora網關，lora收發模塊和lora網關雙向連接。所述后臺計算機監測中心層包括監測計算機、數據中心庫以及監測人員，數據中心庫設于監測計算機內。

所述rfid傳感標簽對所布置區域內的環境狀態進行實時的監測，獲取的環境狀態監測數據通過rfid傳感標簽的mcu控制單元進行預處理并按照rfid通信協議將監測數據打包成數據包，打包后的數據包進入rfid傳感標簽的rfid標簽存儲單元緩存然后通過rfid標簽天線發送。

所述閱讀器rfid通信層用于rfid標簽天線與rfid閱讀器模塊之間的通信。從rfid傳感標簽經rfid標簽天線發送過來的狀態監測數據包無線傳輸給rfid閱讀器模塊。rfid閱讀器模塊中包含有數字基帶部分，數字基帶部分將數據包處理成符合lora通信協議的數據包后傳輸給lora收發模塊。

所述lora無線通信層用于將lora收發模塊將接收到的數據包按照lora通信協議和擴頻技術遠距離傳輸給lora網關。lora網關將接收到的數據包傳輸給后臺計算機監測中心層。

所述后臺計算機監測中心層將接收到的數據包（即火力發電廠環境監測狀態值）實時的顯示出來。監測人員根據監測計算機顯示的環境監測狀態值來進行相應的行動。如：感知層傳輸回的監測區域的狀態值超過預設的閾值并持續一定的時間后，說明相關的監測區域的環境指標不達標，就會安排相關的人員對引起該監測區域環境監測值超標的原因進行排查和整改，直到監測值在合理范圍內。同時監測的火力發電廠環境監測狀態值會上傳到數據中心庫。

如前所述，感知層為布置在火力發電廠整個環境監測區域的rfid傳感標簽，包括固體煤灰監測單元u1（又稱監測固體煤灰的rfid傳感標簽）、排放液體監測單元u2（又稱監測排放液體的rfid傳感標簽）、排放氣體監測單元u3（又稱監測排放氣體的rfid傳感標簽）和噪聲監測單元u4（又稱監測噪聲的rfid傳感標簽）。

固體煤灰監測單元u1位于火力發電廠的煤灰貯藏處，用以監測煤灰實時的狀態，并將所監測的狀態數據值按照rfid通信協議進行打包處理通過rfid標簽天線發送給rfid閱讀器模塊。排放液體監測單元u2位于火力發電廠液體排放處，用以監測排放液體的狀態，并將所監測狀態數據值按照rfid通信協議進行打包處理通過rfid標簽天線發送給rfid閱讀器模塊。所述排放氣體監測單元位于火力發電廠氣體排放處，用以監測排放氣體實時的狀態，并將所監測狀態數據值按照rfid通信協議進行打包處理通過rfid標簽天線發送給rfid閱讀器模塊。所述噪聲監測單元位于火力發電廠噪聲監測處，用以監測噪聲的狀態值，并將所監測噪聲狀態數據值按照rfid通信協議進行打包處理通過rfid標簽天線發送給rfid閱讀器模塊。

rfid閱讀器模塊u5用以收集所覆蓋范圍內的rfid標簽天線所發送來的信息，并將所收集到的數據信息進行打包處理后通過uart接口發送給lora收發模塊發送出去。

lora無線通信層中的lora網關接收來自lora收發模塊發送的狀態信息數據包通過lora無線通信發送給后臺計算機監測中心層。

火力發電廠可能設有多個煤灰貯藏處。每一個煤灰貯藏處設有一個固體煤灰監測單元u1。對于每一個設有固體煤灰監測單元u1的煤灰貯藏處可稱為一個固體煤灰監測節點。圖1中示出了n個固體煤灰監測節點。

火力發電廠可能設有多個液體排放處。每一個液體排放處設有一個排放液體監測單元u2。對于每一個設有排放液體監測單元u2的液體排放處可稱為一個液體排放監測節點。圖1中示出了n個液體排放監測節點。

火力發電廠可能設有多個氣體排放處。每一個氣體排放處設有一個排放氣體監測單元u3。對于每一個設有排放氣體監測單元u3的氣體排放處可稱為一個氣體排放監測節點。圖1中示出了n個氣體排放監測節點。

火力發電廠可能設有多個噪聲監測處。每一個噪聲監測處設有一個噪聲監測單元u4。對于每一個設有噪聲監測單元u4的噪聲監測處可稱為一個噪聲監測節點。圖1中示出了n個噪聲監測節點。

參照圖2，rfid閱讀器模塊u5包括電源模塊u51和rfid閱讀器u52。所述rfid閱讀器u52包括rfid閱讀器天線、射頻基帶和數字基帶。rfid閱讀器天線與射頻基帶雙向連接，射頻基帶與數字基帶雙向連接。rfid閱讀器u52通過數字基帶外接lora無線通信層的lora收發模塊。lora收發模塊通過uart與rfid閱讀器的數字基帶連接。lora收發模塊和rfid閱讀器u52均與rfid閱讀器模塊u5的電源模塊u51連接。

rfid閱讀器模塊u5的電源模塊u51負責向rfid閱讀器u52和lora收發模塊u53供電，rfid閱讀器u52通過rfid閱讀器天線與rfid標簽天線進行通信，rfid閱讀器u52內部的數字基帶部分通過uart接口與lora收發模塊連接。rfid閱讀器u52通過rfid閱讀器天線接收來自rfid標簽天線發送的數據，經射頻基帶傳輸到數字基帶部分進行處理并按照lora通信協議打包，將處理打包好的數據通過uart接口發送給lora收發模塊。lora收發模塊u53可以進行遠距離傳輸，它將接受到的狀態信息數據包傳輸給較遠距離的lora網關。

參照圖3，固體煤灰監測單元u1（即監測固體煤灰的rfid傳感標簽）包括煤灰監測mcu控制單元u13、煤灰監測溫度傳感器u14、煤灰監測濕度傳感器u15、煤灰監測rfid標簽存儲單元u12和煤灰監測電源模塊u11。煤灰監測rfid標簽存儲單元u12與rfid閱讀器通信層的rfid標簽天線相連。煤灰監測rfid標簽存儲單元和與煤灰監測rfid標簽存儲單元相連的rfid標簽天線可集成在一起，共同構成煤灰監測rfid標簽單元。煤灰監測rfid標簽存儲單元u12通過i²c與煤灰監測mcu控制單元u13雙向連接。煤灰監測溫度傳感器u14、煤灰監測濕度傳感器u15均通過i²c與煤灰監測mcu控制單元u13雙向連接。

煤灰監測電源模塊u11用于給整個固體煤灰監測單元u1（即監測固體煤灰的rfid傳感標簽）供電。煤灰監測mcu控制單元u13、煤灰監測溫度傳感器u14、煤灰監測濕度傳感器u15和煤灰監測rfid標簽單元均與煤灰監測電源模塊u11連接。

煤灰監測溫度傳感器u14、煤灰監測濕度傳感器u15分別用于感知固體煤灰的溫度和濕度。煤灰監測mcu控制單元u13通過i²c對煤灰監測溫度傳感器u14、煤灰監測濕度傳感器u15進行配置，并接受來自煤灰監測溫度傳感器u14、煤灰監測濕度傳感器u15的監測原始數據，并將原始數據進行處理并且按照rfid通信協議打包。從煤灰監測mcu控制單元u13傳送過來的數據包經煤灰監測rfid標簽存儲單元u12緩存后送到rfid標簽天線進行發送。rfid標簽天線向rfid閱讀器天線發送監測的狀態信息數據，并按照rfid通信協議接收rfid閱讀器天線反饋回數據。

參照圖4，排放液體監測單元u2（即監測排放液體的rfid傳感標簽）包括液體監測mcu控制單元u23、液體監測溫度傳感器u24、金屬離子傳感器u25、ph值傳感器u26、液體監測rfid標簽存儲單元u22和液體監測電源模塊u21。液體監測rfid標簽存儲單元u22亦與rfid閱讀器通信層的rfid標簽天線相連。液體監測rfid標簽存儲單元u22和與液體監測rfid標簽存儲單元u22相連的rfid標簽天線可集成在一起，共同構成液體監測rfid標簽單元。液體監測rfid標簽存儲單元u22通過i²c與液體監測mcu控制單元u23雙向連接。液體監測溫度傳感器u24、金屬離子傳感器u25、ph值傳感器u26分別通過不同的防水傳輸線與液體監測mcu控制單元u23雙向連接。

液體監測電源模塊u21用于給整個排放液體監測單元u2（即監測排放液體的rfid傳感標簽）供電。液體監測mcu控制單元u23、液體監測溫度傳感器u24、金屬離子傳感器u25、ph值傳感器u26和液體監測rfid標簽單元均與液體監測電源模塊u21連接。

液體監測溫度傳感器u24用于監測火力發電廠排放液體的溫度，金屬離子傳感器u25用于感知火力發電廠排放液體的金屬離子含量，ph值傳感器u26用于感知火力發電廠排放液體的ph值。液體監測mcu控制單元u23通過i²c對液體監測溫度傳感器u24、金屬離子傳感器u25、ph值傳感器u26進行配置，并接受來自液體監測溫度傳感器u24、金屬離子傳感器u25、ph值傳感器u26的監測原始數據，并將原始數據進行處理并且按照rfid通信協議打包。從液體監測mcu控制單元u23傳送過來的數據包經液體監測rfid標簽存儲單元u22緩存后送到rfid標簽天線進行發送。rfid標簽天線向rfid閱讀器天線發送監測的狀態信息數據，并按照rfid通信協議接收rfid閱讀器天線反饋回數據。

參照圖5，排放氣體監測單元u3（即監測排放氣體的rfid傳感標簽）包括氣體監測mcu控制單元u33、二氧化硫傳感器u34、氧化氮傳感器u35、一氧化碳傳感器u36、粉塵傳感器u37、氣體監測rfid標簽存儲單元u32和氣體監測電源模塊u31。氣體監測rfid標簽存儲單元u32亦與rfid閱讀器通信層的rfid標簽天線相連。氣體監測rfid標簽存儲單元u32和與氣體監測rfid標簽存儲單元u32相連的rfid標簽天線可集成在一起，共同構成氣體監測rfid標簽單元。氣體監測rfid標簽存儲單元u32通過i²c與氣體監測mcu控制單元u33雙向連接。二氧化硫傳感器u34、氧化氮傳感器u35、一氧化碳傳感器u36、粉塵傳感器u37分別通過不同的i²c與氣體監測mcu控制單元u33雙向連接。氣體監測mcu控制單元u33、二氧化硫傳感器u34、氧化氮傳感器u35、一氧化碳傳感器u36、粉塵傳感器u37和氣體監測rfid標簽單元均與氣體監測電源模塊u31連接。

氣體監測電源模塊u31用于給整個排放氣體監測單元u3（即監測排放氣體的rfid傳感標簽）供電。二氧化硫傳感器u34用于感知火力發電廠排放氣體的二氧化硫濃度，氧化氮傳感器u35用于感知火力發電廠排放氣體的氧化氮濃度，一氧化碳傳感器u36用于感知火力發電廠排放氣體的一氧化碳濃度，粉塵傳感器u37用于感知火力發電廠排放氣體的粉塵濃度。氣體監測mcu控制單元u33通過i²c對二氧化硫傳感器u34、氧化氮傳感器u35、一氧化碳傳感器u36、粉塵傳感器u37進行配置，并接受來自二氧化硫傳感器u34、氧化氮傳感器u35、一氧化碳傳感器u36、粉塵傳感器u37的監測原始數據，將原始數據進行處理并且按照rfid通信協議打包。從氣體監測mcu控制單元u33傳送過來的數據包經氣體監測rfid標簽存儲單元u32緩存后送到rfid標簽天線進行發送。rfid標簽天線向rfid閱讀器天線發送監測的狀態信息數據，并按照rfid通信協議接收rfid閱讀器天線反饋回數據。

參照圖6，噪聲監測單元u4包括噪聲監測mcu控制單元u43、噪聲傳感器u44、噪聲監測rfid標簽存儲單元u42和噪聲監測電源模塊u41。噪聲監測rfid標簽存儲單元u42亦與rfid閱讀器通信層的rfid標簽天線相連。噪聲監測rfid標簽存儲單元u42和與噪聲監測rfid標簽存儲單元u42相連的rfid標簽天線可集成在一起，共同構成噪聲監測rfid標簽單元。噪聲監測rfid標簽存儲單元u42通過i²c與噪聲監測mcu控制單元u43雙向連接，噪聲監測mcu控制單元u43通過i²c與噪聲傳感器u44雙向連接。噪聲監測mcu控制單元u43、噪聲傳感器u44和噪聲監測rfid標簽單元均與噪聲監測電源模塊u41連接。

噪聲監測電源模塊u41用于給整個噪聲監測單元u4供電。噪聲傳感器u44用于感知監測區域的噪聲值。噪聲監測mcu控制單元u43通過i²c對噪聲傳感器u44進行配置，并接受來自噪聲傳感器u44的監測原始數據，將原始數據進行處理并且按照rfid通信協議打包。從噪聲監測mcu控制單元u43傳送過來的數據包經噪聲監測rfid標簽存儲單元u42緩存后送到rfid標簽天線進行發送。rfid標簽天線向rfid閱讀器天線發送監測的狀態信息數據，并按照rfid通信協議接收rfid閱讀器天線反饋回數據。

本發明整體結構均采用無線通信方式，結合rfid技術與lora技術的各自優勢，克服了基于zigbee技術的監測方式監測結構復雜、不具有定位識別功能、數傳模塊傳輸距離短、信息阻塞和時延等缺點，具有適應性強、低功耗、傳輸距離遠、無線網絡化、系統結構簡單與可識別環境監測位置的特點，應用前景廣泛。