海洋环境监测,在海洋资源开发、海洋灾害预警、海洋环境保护方面起着十分重要的作用。浮标是海洋环境监测最常用的手段,其中无线传感器网络是浮标的核心。在实际应用中还要考虑浮标的覆盖问题,覆盖算法的使用可以使得部署浮标的时候,浮标的数量更少,覆盖的范围更广。本文主要设计了一种基于LoRa传输技术的浮标,并且利用二进制杂草算法来计算浮标的位置。无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是一种将无线通信技术应用于成百上千的传感器节点,这些传感器节点可以自由地进行组织与结合,进而形成的传输网络。WSN由于便于部署、覆盖范围广等特点,被应用于海洋监测浮标中。本文设计的浅海浮标采用LoRa通信方式,星型网络架构。基于LoRa的浅海浮标系统包括三部分:数据采集端、数据汇集中继端、接收端三部分。其中,数据采集终端分布在牧场的各处,主要负责外围环境要素数据的收集,并通过终端配套的LoRa无线射频通信模块将数据发送到汇集中继端。汇集中继端在接收所有的采集终端检测数据的同时还可以进行数据采集,通过LoRa无线射频通信模块发送到接收端基站。接收端基站将数据进行处理并通过4G无线通信实时发送给用户,实现远距离海洋牧场的环境监测。二进制入侵杂草算法(Bimary Invasion Weed Optimization建议简称BIWO)是一种入侵杂草算法的改进算法,该算法仍然具有IWO的正太空间扩散性,通过优化扩散范围概率的映射函数,其中二进制杂草比特位的取值是以概率的形式决定的,根据变异概率来计算父代杂草的变异概率,进而产生种子,实验结果表明,二进制杂草算法有更好的收敛性,提高无线传感器网络的覆盖率,延长网络的使用寿命。