[實用新型]LoRa通用節點

有效

• 申請號: 201720004477.6
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN206331579U
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 路曉明
• 申請（專利權）人: 路曉明
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W88/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于無線通信設備技術領域，具體涉及一種適用于物聯網系統的遠程監控及管理的信號傳輸節點。

背景技術

隨著物聯網和無線通信技術的飛速發展，人們與信息網絡已經密不可分，無線通信在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，低功耗、微型化是用戶對當前無線通信產品尤其是便攜產品的強烈要求。短距離無線通信的低成本、相對其它無線通信技術的低功耗、及其對等通信特征等適應了飛速發展的便捷信息傳輸的需求，在技術、成本、可靠性及可實用性等各方面的綜合考慮下，低功耗長距離無線通信技術成為了當今通信領域研究的熱點。

目前市面上的采集終端主要是基于RTU技術，通過GPRS、3G、4G網絡傳輸采集到的數據，每個采集終端造價高，而且在運營中需要支付給通信公司高額的流量使用費，通信數據受運營商接口的限制。只能遵循運營公司的標準來做傳輸受到很大的局限，數據傳輸延時比較大，由于RTU服務器的限制每條數據傳輸需要有一定的時間間隔，達不到實時性數據傳輸的要求，且每個終端需要配置大功率的太陽能供電系統，維護成本很高，使用壽命低每隔2年就需要更換蓄電池。高成本的采集終端導致采集器部署非常有限，以至于采集到的數據不足已給決策者提供準確有效數據分析能力，給管理層工作造成很大的困難。

實用新型內容

為解決現有技術存在的技術問題，本實用新型提供了一種應用LoRa技術的通用節點，該節點適用于物聯網系統的遠程監控及管理，可以接入不同類型的傳感器來感知各種信號，通過LoRa擴頻無線信號傳給LoRa網關，實現系統的采集和前端傳輸，成本低且低功耗，可實現遠距離傳輸，可廣泛應用在智慧農業和智慧水務中。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：LoRa通用節點，包括PCB板和布置在PCB板上的微控制器，微控制器的四周布置有電源模塊、欠壓檢測模塊、傳感器模塊和總線接口模塊，PCB板的外側裝有LoRa天線，微控制器的信號輸入口與傳感器模塊的信號輸出口并聯，傳感器的數量和信號根據實際需要而定，傳感器模塊可用來感知各種信號。微控制器的信號輸出口與LoRa收發器通過SPI總線連接，LoRa收發器與LoRa天線相連，LoRa天線與LoRa網關無線連接，LoRa天線將LoRa擴頻無線信號傳輸給LoRa網關，實現系統的采集和前端傳輸。微控制器與總線接口模塊連接，總線接口的數量和型號根據實際而定，微控制器的供電端口與電源模塊相連，電源模塊為微控制器供電，微控制器的檢測端口與欠壓檢測模塊相連，欠壓檢測模塊用以檢測系統是否處于正常運行狀態，避免欠壓工作而影響精確度。

其中，作為優選的，傳感器模塊為模擬量傳感器、開關量傳感器和Modbus傳感器，模擬量傳感器傳感器的信號輸出口、開關量傳感器的信號輸出口和Modbus傳感器的信號輸出口均與微控制器相連，模擬量傳感器為4-20mA電流環信號的采集器，開關量傳感器用以采集開關量DI的采集，Modbus傳感器用以采集數字開關量DO的輸出。

PCB板的四角開均開有螺紋孔，方便定位和拆裝。

LoRa天線為137-1020MHz射頻天線。

其中，作為優選的，LoRa天線為470MHz射頻天線。

其中，作為優選的，多個總線接口模塊為RS232總線接口和RS485總線接口，RS232總線接口和RS485總線接口均與微控制器相連，內嵌Modbus/RTU協議。

考慮到整個PCB板的結構布局需求，電源模塊、欠壓檢測模塊置于同一側，模擬量傳感器、開關量傳感器、Modbus傳感器、RS232總線接口和RS485總線接口置于同一側。

電源模塊為3200mAh高能鋰電池，一節3200mAh高能鋰電池可供LoRa通用節點使用5-10年。

微控制器上還集成有外部存儲器，可對采集的數據進行記錄，也可以對運行參數做記錄。

本實用新型與現有技術相比的有益效果為：

一、低成本：本實用新型利用LoRa擴頻通信技術，實現了終端數據到云端的采集，LoRa通用節點通過LoRa網關接入互聯網，每個LoRa網關可以接入多達5000個LoRa通用節點，只需要一條互聯網接入通道，很大程度地節約了終端采集器的成本。

二、遠距離通信：LoRa網關和LoRa通用節點終端采用擴頻無線通信技術，最遠可達20公里的通信距，LoRa通用節點和LoRa網關之間采用星型拓撲結構，同時，LoRa通用節點可以在不通的LoRa網關之間無縫漫游通信，采用此通信模式延時小，更好地提高系統通信實時性要求。