[發(fā)明專利]一種基于FSK的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611184756.1
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106603370A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐永鍵;徐廣健;陸許明;譚洪舟
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)花都產(chǎn)業(yè)科技研究;廣州晶銳信息技術(shù)有限公司;中山大學(xué)
• 主分類號: H04L12/44
• 分類號: H04L12/44
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44100
• 代理人: 華輝,吳靜芝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，特別是一種基于FSK的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

低功耗廣域技術(shù)(Low-Power Wide-Area,LPWA)，是專門針對以上應(yīng)用需求發(fā)展起來的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可以很好的滿足農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溯源應(yīng)用的需求。LPWA有三個顯著的特點：遠(yuǎn)距離通信，低速率數(shù)據(jù)傳輸，低功耗，因此非常適用于遠(yuǎn)距離傳輸、通信數(shù)據(jù)量少、需要電池長久供電的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

對于需要廣域覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，對于其中部分節(jié)點聚集的應(yīng)用場景，例如水表抄表等，一棟樓內(nèi)的水表之間的連接常常不超過10米的距離，這種情況若直接采用LPWA廣域技術(shù)，則成本太高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供了一種基于FSK的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明通過以下的方案實現(xiàn)：一種基于FSK的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括FSK模塊、LoRa模塊和LoRa網(wǎng)關(guān)；

所述FSK模塊用于接收終端的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至所述LoRa模塊；

所述LoRa模塊用于將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至LoRa網(wǎng)關(guān)；

所述LoRa網(wǎng)關(guān)用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明結(jié)合了FSK和LoRa的技術(shù)，從而可以實現(xiàn)在短距離傳輸中，采用FSK技術(shù)，降低功耗。在長距離傳輸中，采用LoRa技術(shù)，使用長距離的信息傳輸。而LoRaWAN融合了數(shù)字?jǐn)U頻、數(shù)字信號處理和前向糾錯編碼技術(shù)，確保了高靈敏度、可靠的網(wǎng)絡(luò)連接，同時提高了網(wǎng)絡(luò)效率并消除了干擾。它的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)消除了同步開銷和跳數(shù)，因而降低了功耗并可允許多個并發(fā)應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上運行。相較于3G和4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，LoRa技術(shù)對嵌入式應(yīng)用而言可擴(kuò)展性更強，性價比更高。

進(jìn)一步，所述FSK模塊包括信號發(fā)送端和信號接收端；

所述信號發(fā)送端包括編碼器、FSK調(diào)制模塊、DAC轉(zhuǎn)換模塊和射頻發(fā)送模塊；所述編碼器用于對接收的信號進(jìn)行編碼，生成數(shù)字信號；所述FSK調(diào)制模塊用于對該數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制成FSK信號；所述DAC轉(zhuǎn)換模塊用于對數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號；所述射頻發(fā)送模塊用于將該模擬信號并發(fā)送至LoRa模塊；

所述信號接收端包括射頻接收模塊、ADC轉(zhuǎn)換模塊、FSK解調(diào)模塊和解碼器；所述射頻接收模塊用于接收模擬信號，并發(fā)送至ADC轉(zhuǎn)換模塊；所述ADC轉(zhuǎn)換模塊用于將該模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述FSK解調(diào)模用于對FSK信號進(jìn)行解調(diào)，并發(fā)送至所述解碼器；所述解碼器用于將解調(diào)后的信號進(jìn)行解碼。

進(jìn)一步，所述FSK調(diào)制模塊，包括第一振蕩器、第二振蕩器、第一選通開關(guān)、第二選通開關(guān)、反相器和相加器；

所述第一選通開關(guān)，用于接收第一振蕩器產(chǎn)生的信號和基帶信號；

所述第二選通開關(guān)，用于接收第二振蕩器產(chǎn)生的信號，以及經(jīng)過所述反相器的基帶信號；

所述相加器，用于接收第一選通開關(guān)和第二選通開關(guān)的信號，并輸出FSK信號。

進(jìn)一步，所述FSK解調(diào)模塊，包括第一帶通濾波器、第二帶通濾波器、第一相乘器、第二相乘器、第一低通濾波器、第二低通濾波器和抽樣判決器；

所述第一帶通濾波器接收FSK信號后，依次經(jīng)過第一相乘器和第一低通濾波器后進(jìn)入抽樣判決器；

所述第二帶通濾波器接收FSK信號后，依次經(jīng)過第二相乘器和第二低通濾波器后進(jìn)入抽樣判決器；

所述抽樣判決器同時接收第一低通濾波器的輸出信號、第二低通濾波器的輸出信號和定時脈沖信號后，進(jìn)行信號輸出。

本發(fā)明還提供了一種基于FSK的數(shù)據(jù)采集方法，其包括以下步驟：

通過FSK模塊接收終端的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至LoRa模塊；

通過LoRa模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至LoRa網(wǎng)關(guān)；

通過LoRa網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

本發(fā)明還提供了另一種基于FSK的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其包括FSK模塊和NB-IoT模塊；

所述FSK模塊用于接收終端的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至所述NB-IoT模塊；

所述NB-IoT模塊用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。