[發(fā)明專利]基于TDMA和Contiki的LoRa采集裝置及其采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910677151.3
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110363980B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳云龍;王小兵
• 申請（專利權(quán)）人: 四川長虹電器股份有限公司
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G08C19/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 楊剛

本發(fā)明公開了一種基于TDMA和Contiki的LoRa采集裝置，包括管理控制模塊和外圍功能模塊，所述管理控制模塊包括Contiki OS平臺和與所述Contiki OS平臺連接的時間管理單元、配置管理單元、數(shù)據(jù)管理單元以及通信管理單元，所述外圍功能模塊包括與所述配置管理單元連接的調(diào)試/配置模組、與所述數(shù)據(jù)管理單元連接的RS485模組以及與所述通信管理單元連接的LoRa模組；本發(fā)明還公開了一種基于TDMA和Contiki的LoRa采集裝置的采集方法，本發(fā)明具有時間控制精確，通信沖突避讓能力優(yōu)秀的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于TDMA和Contiki的LoRa采集裝置及其采集方法。

背景技術(shù)

目前物聯(lián)網(wǎng)采集設(shè)備常用的傳輸方式主要有GPRS、CDMA、LTE、NB-IoT、LoRa等，而GPRS、CDMA、LTE、NB-IoT方式通常每個采集終端需要配備一個網(wǎng)絡(luò)連接模組和一張物聯(lián)網(wǎng)卡，增大了成本，而選擇LoRa通信可以采用另一種方案：多個節(jié)點先將數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳至后臺，這大大減少了網(wǎng)絡(luò)通信模組數(shù)量，縮減應(yīng)用成本，非常適合通信數(shù)據(jù)量不大、傳輸距離較遠的應(yīng)用場景，而物聯(lián)網(wǎng)采集很多都屬于上述場景，非常適合將TDMA技術(shù)經(jīng)常與LoRa技術(shù)配合使用。

現(xiàn)有的LoRa采集設(shè)備主要是用LoRa進行最簡單的數(shù)據(jù)傳輸，存在以下問題：

(1)對多個終端節(jié)點的時隙控制較為粗糙或沒有，容易出現(xiàn)通信沖突，限制了傳輸周期內(nèi)有效通信終端的數(shù)量，對時間周期的利用率較低；

(2)通信沖突處理較簡單，終端節(jié)點數(shù)目較多時沖突問題較為明顯；

(3)通常采集終端都是數(shù)量較多的低功耗設(shè)備，主控芯片性能和資源十分有限，故采用裸機程序開發(fā)，但是處理復(fù)雜邏輯問題時裸機開發(fā)難度急劇增加。

問題(1)(2)兩個限制了單個網(wǎng)關(guān)連接終端的數(shù)量，問題(3)限制了終端的業(yè)務(wù)能力。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于TDMA和Contiki的LoRa采集裝置及其采集方法，本發(fā)明具有時間控制精確，通信沖突避讓能力優(yōu)秀的特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于TDMA和Contiki的LoRa采集裝置，包括管理控制模塊和外圍功能模塊，所述管理控制模塊包括Contiki OS平臺和與所述Contiki OS平臺連接的時間管理單元、配置管理單元、數(shù)據(jù)管理單元以及通信管理單元，所述外圍功能模塊包括與所述配置管理單元連接的調(diào)試/配置模組、與所述數(shù)據(jù)管理單元連接的RS485模組以及與所述通信管理單元連接的LoRa模組；其中：

調(diào)試/配置模組用于提供配置LoRa采集裝置基本工作參數(shù)的接口；

RS485通信模組用于提供采集儀器、儀表、傳感器數(shù)據(jù)的通道；

LoRa模組用于提供LoRa采集裝置與網(wǎng)關(guān)通信的通道；

Contiki OS平臺用于為各軟件邏輯和機制提供運行平臺，簡化開發(fā)邏輯；

時間管理單元用于控制LoRa采集裝置的工作時隙，管理采集時間、上傳時間及喚醒時間；

配置管理單元用于根據(jù)來自系統(tǒng)配置接口的命令配置系統(tǒng)參數(shù)、根據(jù)基本工作參數(shù)確定運行時參數(shù)以及網(wǎng)關(guān)下發(fā)新配置后同步刷新系統(tǒng)參數(shù)；

數(shù)據(jù)管理單元用于根據(jù)對采集到的原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，并將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)存儲到上傳數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，當(dāng)上傳進程執(zhí)行上傳數(shù)據(jù)操作時，會從上傳數(shù)據(jù)緩沖區(qū)取走預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，并將其上傳到網(wǎng)關(guān)；

通信管理單元用于在指定的時間完成與網(wǎng)關(guān)的通信任務(wù)。