[發(fā)明專利]一種基于LORA的單通道同步信息采集系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010181147.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111372215B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王煜;李鵬;葛春;張哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京榮泰電氣自動(dòng)化有限公司
• 主分類號(hào): H04W4/38
• 分類號(hào): H04W4/38;H04W52/02;H04W56/00;H04W74/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于LORA的單通道同步信息采集系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)用于同步采集電力系統(tǒng)內(nèi)各傳感器數(shù)據(jù)，包括1個(gè)LORA網(wǎng)關(guān)和至少1個(gè)LORA傳感器，所述LORA網(wǎng)關(guān)及LORA傳感器均采用單通道節(jié)點(diǎn)型LORA芯片，LORA網(wǎng)關(guān)用于觸發(fā)LORA傳感器的同步采集，并接收各傳感器上傳的采樣數(shù)據(jù)；所述LORA傳感器用于接收LORA網(wǎng)關(guān)同步采集指令并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并向網(wǎng)關(guān)發(fā)送采樣數(shù)據(jù)；所述同步采集方法包括：利用LORA提供的前導(dǎo)喚醒機(jī)制，觸發(fā)各LORA傳感器同步采樣，由各傳感器依照既定規(guī)則依次上傳數(shù)據(jù)。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的基于LORA技術(shù)的輪詢式無(wú)線采集方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳感器同步采集及輪詢周期長(zhǎng)的問(wèn)題，同時(shí)避免了多通道網(wǎng)關(guān)型節(jié)點(diǎn)LORA芯片的成本高和功耗大的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)泛在物聯(lián)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于LORA的單通道同步信息采集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)的蓬勃發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展目標(biāo)，南方電網(wǎng)公司也提出了建設(shè)“透明電網(wǎng)”的發(fā)展目標(biāo)，兩者都以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托和重要的技術(shù)發(fā)展路線。自2019年起，電力泛在物聯(lián)技術(shù)在全國(guó)電力企業(yè)及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)中如火如荼地開(kāi)展起來(lái)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)為核心技術(shù)，其中通信技術(shù)又是實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)”的關(guān)鍵技術(shù)。LORA技術(shù)作為低功耗、長(zhǎng)傳輸距離的無(wú)線技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物物聯(lián)的“最后一公里”具有重要意義，近年來(lái)也得到了廣泛應(yīng)用，尤其在低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

LORA技術(shù)發(fā)射功耗一般在150mA以下，靜態(tài)功耗一般小于2uA，擴(kuò)頻因子為12的情況下，空曠條件下，最遠(yuǎn)傳輸距離可以達(dá)到10km以上，非常適合用于電池供電、傳輸距離較長(zhǎng)、傳輸頻率較低、傳輸報(bào)文較短的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)合。

目前LORA芯片主要有兩種：SX12XX系列的單通道節(jié)點(diǎn)型芯片：SX13XX系列的多通道網(wǎng)關(guān)型芯片。因此，基于LORA的傳感器采集系統(tǒng)，一般也有以下兩種實(shí)現(xiàn)方式：

方式一：網(wǎng)關(guān)、傳感器節(jié)點(diǎn)均采用SX12XX系列芯片。獲取采樣數(shù)據(jù)時(shí)，由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)按照傳感器節(jié)點(diǎn)地址順序，一問(wèn)一答，依次輪詢獲取。這種實(shí)現(xiàn)方式獲取的采樣數(shù)據(jù)，每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)都不同，無(wú)法獲得同一時(shí)間斷面下的采樣數(shù)據(jù)，即無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步采集，且為了避免信道沖突，輪詢每個(gè)節(jié)點(diǎn)間隔時(shí)間都需要有效控制，導(dǎo)致總體輪詢周期緩慢。用戶對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析時(shí)，也會(huì)因各采樣點(diǎn)的時(shí)標(biāo)不統(tǒng)一，對(duì)分析結(jié)果的科學(xué)性和有效性產(chǎn)生影響。

方式二：網(wǎng)關(guān)采用SX13XX系列多通道網(wǎng)關(guān)型芯片，傳感器采用SX12XX系列芯片。SX13XX系列目前最大支持8路通道同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，因此，在傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量不多的情況下，可以實(shí)現(xiàn)同步采樣。一旦超過(guò)8路，就需要網(wǎng)關(guān)做相關(guān)的沖突解決策略和同步策略，研發(fā)成本會(huì)隨之上升。同時(shí)SX13XX系列芯片的價(jià)格較SX12XX系列芯片的價(jià)格差距極大，一般采購(gòu)渠道的差價(jià)都要超過(guò)10倍，因此，這種實(shí)現(xiàn)方式的系統(tǒng)總體成本較高，不利于產(chǎn)品和技術(shù)的推廣。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服傳統(tǒng)的基于LORA技術(shù)的輪詢式無(wú)線采集方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳感器同步采集及輪詢周期長(zhǎng)的問(wèn)題，同時(shí)避免了多通道網(wǎng)關(guān)型節(jié)點(diǎn)LORA芯片的成本高和功耗大的問(wèn)題，提供了一種基于LORA的單通道同步信息采集系統(tǒng)及方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的基于LORA的單通道同步信息采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括單通道節(jié)點(diǎn)型LORA芯片構(gòu)成的1個(gè)LORA網(wǎng)關(guān)和至少1個(gè)LORA傳感器，所述LORA網(wǎng)關(guān)與所述LORA傳感器無(wú)線連接。

進(jìn)一步地，所述LORA網(wǎng)關(guān)包括第一數(shù)據(jù)處理單元和第一LORA通信單元，兩個(gè)單元之間數(shù)據(jù)交互，所述第一數(shù)據(jù)處理單元用于執(zhí)行LORA協(xié)議；所述LORA傳感器包括傳感單元、第二數(shù)據(jù)處理單元和第二LORA通信單元；所述第二數(shù)據(jù)處理單元分別與第二LORA通信單元、傳感單元連接，用于獲取傳感單元采集的傳感數(shù)據(jù)，執(zhí)行LORA協(xié)議；其中，第一LORA通信單元和第二LORA通信單元數(shù)據(jù)交互。