[發明專利]基于Lora無線技術的高支模同步監測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 201610198542.3
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105741526A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 劉文峰;王輔宋;謝鎮;王飛;劉付鵬;劉國勇
• 申請（專利權）人: 江西飛尚科技有限公司
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 戴繼翔

技術領域

本發明涉及一種基于Lora無線技術的高支模同步監測裝置及檢測方法，屬于土木工程領域，應用于結構安全健康監測行業。

背景技術

現有技術：目前高支模監測系統主要分為有線監測和無線監測兩種方式，有線監測能夠實現不同測點的實施同步采集但系統安裝部署復雜，而目前的無線方式，雖然能夠省去在復雜現場布線的工作，減少系統部署的時間，但是目前無線方式只能實現某一時刻對其中一個測點進行測量的串行采集方式，降低了高支模監測的采集頻率，無法實現多測點同步采集，從而降低了高支模安全監測的實時性和安全性。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種基于Lora無線技術的高支模同步監測裝置及檢測方法，從而解決目前在無線監測高支模基礎上，利用無線監測的便利性，再進一步實現多測點的同步采集，提高所有傳感器測點的采集頻度，從而提高對高支模的監測可靠性和實時性。

本發明為了實現上述目的，采用如下技術方案：

一種基于Lora無線技術的高支模同步監測裝置：

它包括一體化采集終端和與其相對應的Lora傳感器采集模塊；

一體化采集終端它包括FPGA控制器、Lora通信模塊、Lora偵聽模塊、微控制器、聲光報警器、LCD信息顯示器；

每個Lora傳感器采集模塊通過一體化采集終端上的獨立的Lora通信模塊進行一一對應的數據通信；

FPGA控制器分別與Lora通信模塊、Lora偵聽模塊和微控制器連接；

聲光報警器與微控制器連接，LCD信息顯示器與微控制器連接。

一種基于Lora無線技術的高支模同步監測方法：

每個Lora傳感器采集模塊通過一體化采集終端上的獨立的Lora通信模塊進行一一對應的數據通信，同時一體化采集終端的FPGA控制器傳輸過來的數據進行分析并通過聲光報警器報警或LCD信息顯示器顯示數據。

進一步的，一體化采集終端需要使用FPGA進行對多個Lora進行數據通信可邏輯控制，實現并行數據采集和傳輸的功能，數據匯總到FPGA內部后，FPGA再將并行數據通過高速串行接口發送給微控制器進行處理，微控制器接收到數據后，進行數據解析和與預警值判斷，當測量數據超過預警值時，啟動聲光報警器進行報警，同時微控制器將采集到的實時數據顯示到現場的LCD信息顯示器上進行數據展示。

進一步的，FPGA控制器通過對Lora通信模塊進行數據交互實現系統的并行同步采集；

進一步的，Lora偵聽模塊對現場電磁環境進行信道評估，并將干擾信道信息發送給微控制器進行工作信道的調整。

進一步的，每個Lora通信模塊與Lora傳感器采集模塊一一對應并使用不重復的信道。

進一步的，FPGA控制器并行將每個Lora通信模塊（2）采集到的數據串行發給微控制器。

本發明的原理：LoRa?技術是物理層或無線調制用于建立長距離通信鏈路。許多傳統的無線系統使用頻移鍵控（FSK）調制作為物理層，因為它是一種實現低功耗的非常有效的調制。LoRa?是基于線性調頻擴頻調制，它保持了像FSK調制相同的低功耗特性，但明顯地增加了通信距離，相比于傳統的zigbee技術，它具有傳輸距離遠、通信可靠性高、抗干擾能力強等優勢，非常具備在高支模這種復雜工況環境下工作。本系統實現同步的原理是通過在采集主機上使用多個Lora模塊與多個無線Lora傳感器進行1對1的實時通信，雖然會略微增加成本，但是整個系統的可靠性和同步采集的實時性大大提高，同時在采集主機上額外增加一個Lora偵聽器，用于偵聽現場電磁環境的情況，如果出現同頻干擾，則系統會自動根據偵聽到的干擾頻段調整被干擾的頻段，從而提高系統抗干擾能力。

本發明的有益效果：本發明通過采用目前Lora無線技術，不僅在解決了無線信號在復雜工況下可靠通信的問題，而且通過使用1對1的無線通信，使得系統實現了同步高頻度采集，極大地提高了系統的監測效率和監測效果，為可靠地預警高支模安全性提供了保障。

附圖說明

圖1為本發明的一體化采集終端框圖；

圖2為本發明高支模關鍵部位監測示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1、2對本發明進行詳細描述：

一種基于Lora無線技術的高支模同步監測裝置：

它包括一體化采集終端7和與其相對應的Lora傳感器采集模塊8；