LoRa 混凝土温度监测

一、产品介绍
S-CGAL LoRa 混凝土温度监测仪是依托 LoRa 低功耗远距离无线技术打造的一体化测温系统，专为大体积混凝土、桥梁墩柱、隧道二衬、建筑承台、桩基等工程场景设计。整套设备分为终端节点与无线网关两部分，测温终端内置大容量锂电池，无需外接供电，搭配高精度测温探头，可长期预埋于混凝土内部，实时捕捉水泥水化热引发的温度变化。

终端采用 470-510MHz 主流 LoRa 频段，凭借扩频、前向纠错等技术实现远距离、抗干扰无线传输，将温度数据发送至 S-LR300 LoRa 网关。网关支持以太网、2G、4G 等多种上行方式，可把汇总数据同步上传至物联网云平台，工作人员远程即可完成数据查看、曲线分析、超限预警等操作。设备整体防水防腐、耐高低温，适配工地扬尘、潮湿、震动等复杂工况，安装无需布线，兼顾低功耗与长距离传输优势，可实现混凝土浇筑、养护全周期无人值守智能化测温，有效防范温度裂缝产生，广泛应用于房建、市政、水利、交通等各类混凝土工程。 二、功能特点

1. LoRa 无线传输，距离远抗干扰

采用 LoRa 私有通信协议，融合数字扩频、前向纠错编码技术，空旷环境下终端与网关通信距离可达 4000 米，信号穿透、绕射能力强，可应对工地遮挡、电磁干扰等问题。支持数据分包与重发机制，保障传输完整可靠。

2. 内置电池供电，免现场布线

测温终端搭载大容量锂电池，搭配低功耗电路设计，平均工作电流小于 0.5mA，无需外接市电、线缆，可直接预埋使用，彻底简化现场布线流程，适配大面积多点位监测场景。

3. 测温精准稳定，适配工程工况

搭载高精度热敏电阻测温元件，测温精度 ±0.5℃，分辨率 0.1℃，可精准捕捉混凝土微小温度波动。探头防水防腐，可长期浸泡在水泥浆液、潮湿环境中，长期运行数据无明显漂移。

4. 多节点组网，集中管理

S-LR300 网关支持多通道时分复用，可同时挂载大量 LoRa 测温终端，单台网关可管辖整片施工区域的所有测温节点，实现多点数据集中汇总、统一上传。

5. 多重工作模式，灵活适配

系统支持主动上报、被动轮询、双向通信三种模式，网关可远程下发配置指令，自定义数据采集间隔、上报频率、报警阈值，满足不同施工阶段监测需求。

6. 网关多网口上行，组网灵活

LoRa 网关兼容以太网、2G、4G 多种上行方式，网口速率可达 10/100Mbps，可根据现场网络条件自由选择，偏远无网线工地优先选用 4G 传输。

7. 高防护等级，环境适应性强

测温终端与网关防护等级均达到 IP67，整机防水、防尘、防腐蚀。终端工作温度 - 20℃~60℃，网关工作温度 - 40℃~80℃，可适应夏季高温暴晒、冬季低温等各类户外环境。

8. 状态自检与智能报警

终端实时监测电池电量、设备运行状态，网关具备看门狗自动重启功能，避免设备死机。平台可设置温度、内外温差、温变速率阈值，数据超限自动弹窗报警，同时支持低电量提醒。

9. 数据安全可靠

传输过程增加加密与校验机制，有效防止数据篡改、丢失。终端本地临时缓存数据，网关配备大容量缓存，网络中断恢复后自动补传历史数据。

10. 安装维护简便

终端体积小巧、重量轻便，可跟随钢筋、模板同步预埋；网关采用铝合金压铸外壳，壁挂、立杆安装均可。整套设备无易损运动部件，日常维护工作量极少。
三、监测原理
本系统结合热敏电阻测温原理、LoRa 低功耗无线通信技术、数据汇聚转发技术，形成 “终端采集 - 网关转发 - 云端分析” 完整监测链路，具体分为五大环节：

1. 温度采集

将 LoRa 测温终端搭配探头预埋在混凝土表层、中层、底层等预设测点，探头内部高精度热敏电阻随混凝土温度变化改变阻值，终端电路将电阻信号转换为标准温度数值，完成物理信号到数字信号的转换。

2. 本地处理与缓存

终端按照预设周期完成数据采集，同时检测自身电池电压、运行状态，数据本地临时缓存。设备处于间歇工作模式，大部分时间进入休眠状态，最大限度降低功耗，延长电池使用寿命。

3. LoRa 无线转发

终端通过 470-510MHz LoRa 频段，以无线方式将温度、电量等数据发送至就近 S-LR300 网关。通信过程启用前向纠错、数据重发机制，规避工地遮挡、电磁干扰造成的通信异常。

4. 网关汇聚上传

LoRa 网关接收辖区内所有终端数据，进行汇总、解析，再通过以太网、4G 等方式将整批数据上传至物联网云平台。网关支持双向指令传输，可将平台配置、阈值修改等指令下发至对应终端。

5. 云端分析与预警

云平台对各测点数据进行整理，自动生成温度变化曲线、统计报表，计算混凝土内外温差、温升速率、降温速率。一旦监测指标超出预设阈值，平台立即发出报警提醒，指导现场工作人员开展保温、通水降温等养护作业。
四、设备参数
（一）LoRa 混凝土测温终端（内置电池）
 

参数名称	技术指标
测温元件	高精度热敏电阻
测量量程	-20℃~50℃、-50℃~100℃（可选）
测量精度	±0.5℃
分辨率	0.1℃
供电方式	内置 3.7V 锂电池，容量 5000mAh
平均功耗	＜0.5mA
无线频段	470MHz ~ 510MHz
调制方式	LoRa 扩频
最大发射功率	32dBm
接收灵敏度	-136±1dBm（@250bps）
通讯速率	0.2 ~ 37.5kbps
通信距离	≥4km（空旷环境）
信道数量	16 个（0~0F）
传输方式	被动召测、主动上报
工作温度	-20℃ ~ 60℃
工作湿度	0%~95% RH（非凝露）
防护等级	IP67
外壳材质	PVC
天线	标配 470MHz 螺旋天线

（二）S-LR300 LoRa 无线网关
 

参数名称	技术指标
供电方式	12~24VDC / AC220V 市电
整机功耗	2W
LoRa 频段	470MHz ~ 510MHz
LoRa 发射功率	19±1dBm
LoRa 接收灵敏度	-136±1dBm（@250bps）
上行接口	RJ45 以太网、2G/4G 全网通
以太网参数	10/100Mbps，支持静态 IP、DHCP
4G 频段	支持移动、联通、电信全频段
串口配置	1 路 RS232/RS485，波特率 9600
网络协议	IP、TCP/UDP、IPV4
数据缓存	TX：6Kbyte，RX：4Kbyte
工作温度	-40℃ ~ 80℃
工作湿度	0%~95%RH
防护等级	IP67
外壳材质	铝合金压铸
附加功能	看门狗自动重启、多通道时分复用

（三）网关接线定义
 

接口针脚 / 线色	功能说明
红色	电源正极
黑色	电源负极（GND）
黄色	RS485+
蓝色	RS485-
航空插头 1 脚	电源 +
航空插头 2 脚	RS485+
航空插头 3 脚	RS485-
航空插头 4 脚	GND

五、应用行业

1. 房屋建筑工程

高层住宅、商业综合体、大型地下室、基础承台、巨型梁柱等大体积混凝土结构监测，管控水泥水化热，预防温度裂缝，保障主体结构安全。

2. 市政与桥梁工程

市政桥梁承台、墩柱、箱梁、大型挡墙，城市综合管廊、涵洞等混凝土构件全周期温度监测，满足市政工程施工验收要求。

3. 交通基建工程

高速公路、铁路隧道、轨道交通车站及基坑混凝土测温，适配交通工程高标准施工规范，可实现隧道内多点组网监测。

4. 水利水电工程

水库大坝、泵房、溢洪道等大体积水工混凝土监测，应对大体积构件集中水化热问题，设备防水性能适配临水潮湿环境。

5. 工业建筑工程

厂房设备基础、大型设备承台、仓储建筑厚大混凝土结构测温，适配工业工地扬尘、震动等复杂工况。

6. 建筑修缮加固工程

建筑改造、混凝土修补、结构加固部位温度监测，把控新旧混凝土结合处养护质量。

7. 工程检测与科研

第三方检测机构、建筑院校开展混凝土水化热试验、配合比研究，连续采集温度数据用于课题分析与检测报告编制。
六、安装方式
（一）LoRa 测温终端安装（预埋节点）

1. 点位规划

依据施工规范划分监测区域，在混凝土浇筑体表层、中层、底层、边角、变截面处布设终端，每个测点单独配置测温终端。

2. 固定与防护

使用扎带、支架将终端与测温探头绑扎在钢筋骨架指定位置，探头与钢筋做隔热处理，避免金属导热影响精度。终端天线保持竖直，不要弯折、挤压。

3. 线缆整理

探头线缆顺直排布，预留伸缩余量，所有接口做好防水包裹，防止混凝土浆液渗入。

4. 浇筑防护

混凝土振捣作业时，避开终端与探头位置，严禁振捣棒撞击、拉扯设备。

5. 开机操作

安装完成后拨动终端电源开关，通讯指示灯正常闪烁即为开机成功。
（二）LoRa 网关安装

1. 选址要求

网关布置在施工区域视野开阔、无高大遮挡物的位置，保证与所有终端无线通信通畅；远离电焊机、大型电机等强电磁设备。

2. 固定安装

采用壁挂或立杆方式固定，铝合金外壳箱体密封完好，接线口朝下，提升防水防尘效果。室外安装加装防雷配件。

3. 接线操作

断电状态下按照线序或航空插头定义接线，区分电源、RS485 接口，接线端子紧固。接入 4G 模块时，正确安装标准 SIM 卡。

4. 天线安装

分别接好 LoRa 天线与上行通信天线，天线竖直向上，无遮挡。
（三）系统组网与调试

1. 通电检查

网关接通电源，电源指示灯常亮表示供电正常；终端开机后，观察通讯灯，闪烁代表无线信号收发正常。

2. 参数配置

通过电脑或平台设置网关地址、信道，保证终端与网关信道一致；配置数据采集间隔、上报频率、温度报警阈值。

3. 平台联调

登录物联网云平台，核对所有终端设备在线状态、实时温度、电池电量，确认数据上传正常。

4. 整体验收

连续试运行 24 小时，数据无断传、无异常波动，即可投入常态化监测。
安装注意事项

1. 终端为内置电池精密设备，禁止私自拆解、焊接，避免尖锐物体划伤外壳与天线。
2. 不同测点终端做好编号标识，便于后期数据区分与故障排查。
3. 网关做好防雨、防雷、防盗措施，定期检查天线与接线牢固性。

七、使用场景

1. 大体积混凝土全周期温控

针对厚度大于 1.5m 的混凝土基础、承台、底板，从入模、升温、恒温到降温养护，24 小时不间断监测，严格控制内外温差、降温速率，规避温度裂缝。

2. 冬夏季差异化施工监测

冬季低温环境监测混凝土入模温度与内部温升，指导保温养护；夏季高温时段监测水化热峰值，及时开展通水降温、遮阳作业。

3. 路桥隧道密闭空间监测

隧道、箱梁等遮挡较多的场景，利用 LoRa 强穿透能力实现无线通信，多点同步测温，数据统一汇总上传。

4. 野外无布线工地监测

偏远山区水利、公路工地，终端内置电池免布线，网关搭配 4G 传输，全程无需现场供电与网线，实现无人值守监测。

5. 大面积集群监测

大型住宅小区、产业园区成片混凝土结构施工，单台网关挂载数十个测温终端，实现区域集中管理，降低整体设备成本。

6. 工程资料归档

平台自动生成温度曲线、统计报表，数据可导出编辑，直接用于工程竣工资料、监理验收。

7. 混凝土配比试验

试验室模拟现场工况，监测不同配比混凝土的水化温升，优化原材料搭配与施工方案。
八、效果分析

1. 无线传输效果

依托 LoRa 扩频与前向纠错技术，设备传输距离远、穿透能力强，工地墙体、钢筋等遮挡物不会造成信号中断。时分复用 + 数据重发机制，有效解决多节点同频干扰问题，数据传输准确率极高。

2. 供电与续航效果

测温终端超低功耗搭配大容量内置锂电池，正常采集频率下可长期工作，无需频繁更换电池。彻底省去现场供电布线工序，大幅降低管线铺设、后期巡检的人工成本。

3. 测温与质量管控效果

高精度探头可精准捕捉混凝土温度变化，整套系统响应迅速、数据稳定。超限报警功能实现风险前置，工作人员第一时间调整养护方案，显著降低温度裂缝发生率，提升混凝土结构使用寿命。

4. 组网与管理效果

单台网关可管理大量测温节点，大面积工地组网简单、层级清晰。云端集中管理模式，管理人员通过手机、电脑即可查看全域测点数据，无需逐点现场巡检，管理效率大幅提升。

5. 环境适配效果

终端与网关均达到 IP67 防护等级，耐水、防尘、抗腐蚀，宽温设计适配全国不同地域、不同季节的施工环境。网关看门狗设计，杜绝设备死机，整机运行稳定，全施工周期故障率低。

6. 合规与资料效果

监测数据连续、完整、可追溯，自动生成的曲线与报表符合建筑工程验收标准，简化资料编制流程，顺利通过质监、监理部门审核。
九、国标规范
本产品设计、生产、安装及使用严格遵循国家及行业相关标准：

1. 大体积混凝土施工及温度测控相关标准，规范测点布置、测温方法、温控指标与设备使用要求。
2. 温度传感器校准规范，统一测温元件的精度、稳定性及检测方法。
3. 工业无线通信相关标准，规范 LoRa 设备频段、发射功率、通信性能。
4. 电磁兼容标准，保障设备在工地复杂电磁环境下正常工作。
5. 外壳防护等级标准，明确设备 IP67 防水防尘技术要求。
6. 混凝土耐久性能试验标准，适配试验室测温试验场景。

十、参考文献
结合 LoRa 无线通信技术、温度传感技术、大体积混凝土施工规范、物联网监测系统应用手册编制。
故障排除与注意事项
一、常见故障排查

1. 终端无数据上传：检查终端电源开关、电池电量，核对终端与网关信道是否一致，查看天线是否松动、遮挡。
2. 数据数值异常：检查探头是否脱离被测体、被钢筋导热，重新固定探头并做好隔热处理。
3. 网关联网失败：以太网方式检查线路与 IP 设置；4G 方式检查 SIM 卡状态、信号强度与资费。
4. 部分节点信号弱：调整网关安装位置，抬高天线，减少遮挡，适当增设中继网关。

二、通用注意事项

1. 所有设备安装、检修尽量在断电状态下进行，禁止带电插拔接口。
2. 混凝土浇筑、振捣时重点保护终端、探头与天线，避免机械撞击损坏。
3. 长期停用设备，将终端充满电后，关闭电源开关，存放于干燥常温环境。
4. 定期巡检设备状态，重点检查天线、接线、防水密封部位，及时排查隐患。
5. 禁止私自修改设备硬件、频段、发射功率，避免违反无线电管理相关规定。