CN107592683A - 一种基于LoRa无线通讯的集成网关 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于LoRa无线通讯的集成网关，包括处理单元、接口单元、通信单元、定位单元和供电单元；处理单元，用于网间协议转换、网间地址解析，能够接受PC终端的远程编程与调试，并且调配其它资源和记忆功能，包括嵌入式微处理器；接口单元，用于实现集成网关的线性连接，包括以太网接口、RS485串口、GPIO接口、SD卡接口和USB接口；通信单元包括基本通信单元和扩展通信单元，用于实现集成网关提供标准化和非标准化协议的传输，所述基本通信单元包括LoRa无线通信模块；定位单元，实现集成网关的地理位置定位，包括GPS模块；供电单元用于提供电能，包括太阳能板组件和蓄电池；本发明具有超远距离远距离传输、反应迅速、使用方便、具有自充电功能的优点。

Description

一种基于LoRa无线通讯的集成网关

技术领域

本发明属于无线传输技术领域，具体涉及一种基于LoRa无线通讯的集成网关。

背景技术

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。

现在网关的种类多种多样，适用于不同场合的网关均具有其独特的系统构成。然而，这些网关都是适用于近距离的无线网络通信协议传输机制或者远距离传输的有线网络通信协议传输机制，缺少适用于远距离无线网络通信协议传输机制的无线网关。尤其是在我国的电力系统中，高压输电线路的架设都是在空旷的户外进行的，为了监测高压输电线路的工作稳定性，需要在架设高压输电线的电力铁塔上安装高压输电线路监测模块，来实时了解高压输电线路的工作状况，而高压输电线路监测模块与上位机之间的数据的反馈，则通过网关来实现的，由于传统的网关都不具备远距离传输的性质，因此在设置高压输电线路监测系统时，要么采用有线的网络数据传输模式进行数据的传输，要么采用ZigBee网关进行无线形式的网络数据传输，然而ZigBee通信距离也是有局限性的，ZigBee网关的设置间距也比较密集，这在进行高压输电线路监测模块安装工作过程中，施工劳动强度比较高，而且也增加了人力和财力的投入成本，不具备经济效果。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种适用于远距离传输、反应迅速、使用方便、具有自充电功能的基于LoRa无线通讯的集成网关。

本发明的技术方案如下：

一种基于LoRa无线通讯的集成网关，包括处理单元、接口单元、通信单元、定位单元以及供电单元；

所述处理单元，用于网间协议转换、网间地址解析，能够接受PC终端的远程编程与调试，并且调配其它资源和记忆功能，包括嵌入式微处理器；

所述接口单元，用于实现集成网关的线性连接，包括以太网接口、RS485串口、GPIO接口、SD卡接口以及USB接口；

所述通信单元包括基本通信单元以及扩展通信单元，用于实现集成网关提供标准化和非标准化协议的传输，所述基本通信单元包括LoRa无线通信模块；

所述定位单元，实现集成网关的地理位置定位，包括与所述嵌入式微处理器电连接的GPS模块；

所述供电单元用于提供电能，包括太阳能板组件以及蓄电池。

进一步，所述处理单元还包括与所述嵌入式微处理器对应的时钟、复位、存储电路模块以及用于调试的编程接口和PC调试接口。

进一步，所述接口单元还包括USB OTG接口以及总线接口。

进一步，所述扩展通信单元包括WiFi通信模块、4G LTE通信模块以及GSM通信模块。

进一步，所述供电单元还包括电源转换模块、滤波电路板以及掉电保护模块，所述电源转换模块与蓄电池电连接，所述滤波电路板与电源转换模块电连接。

进一步，所述处理单元与供电单元为单向电连接，处理单元与接口单元以及通信的单元均为双向通信连接。

进一步，所述处理单元、接口单元、通信单元以及供滤波电路板均集成在PCB板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在网关中接入LoRa无线通信模块，接收设置于LoRa射频天线的下位机发送的通讯信息，实现数据信息远距离的无线传输；

2、本发明在的供电单元采用太阳能板组件吸收太阳能，转换成电能存储如蓄电池的供电模式，能够有效保证网关在户外自动续航，避免在户外对蓄电池进行充电维护的工作，减少网关的维护投入；

3、本发明采用嵌入式微处理器，对通信信息进行解析、发送，提高数据传输的灵敏度，有效保证网关的快速相应工作，对通信信息进行精确解析；

4、本发明在网关中接入GPS模块构成的定位单元，对使用中的网关进行精确的地理定位，便于后台管理中心实施了解相应地理位置的网关的工作状态

总之，本发明具有超远距离远距离传输、反应迅速、使用方便、具有自充电功能的优点。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于LoRa无线通讯的集成网关，包括处理单元、接口单元、通信单元、定位单元以及供电单元；所述处理单元，用于网间协议转换、网间地址解析，能够接受PC终端的远程编程与调试，并且调配其它资源和记忆功能，包括嵌入式微处理器；所述接口单元，用于实现集成网关的线性连接，包括用于接通以太网的以太网接口、用于与上位机进行总线串接的RS485串口、用于提供通用可编程I/O端口的GPIO接口、用于插接外部存储卡的SD卡接口以及用于与外部设备即使串接的USB接口；所述通信单元包括基本通信单元以及扩展通信单元，用于实现集成网关提供标准化和非标准化协议的传输，所述基本通信单元包括LoRa无线通信模块，从而实现网关的超远距离无线传输；所述定位单元，实现集成网关的地理位置定位，包括GPS模块，GPS模块对网关进行精准地理定位，便于后台对网关的管理；所述供电单元用于提供电能，包括太阳能板组件以及蓄电池，太阳能板组件将太阳能转换成电能存储到蓄电池内，从而保证网关的有效续航，避免使用直供电方式敷设线路过多。

本实施例中，所述处理单元还包括与所述嵌入式微处理器对应的时钟、复位、存储电路模块以及用于调试的编程接口和PC调试接口；所述接口单元还包括USB OTG接口以及总线接口；所述扩展通信单元包括WiFi通信模块、4G LTE通信模块以及GSM通信模块，从而实现网关的多传输机制，实现网关的标准化和非标准化共存的传输；所述供电单元还包括电源转换模块、滤波电路板以及掉电保护模块，所述电源转换模块与蓄电池电连接，所述滤波电路板与电源转换模块电连接；所述处理单元与供电单元为单向电连接，处理单元与接口单元以及通信的单元均为双向通信连接；所述处理单元、接口单元、通信单元以及供滤波电路板均集成在PCB板上。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于LoRa无线通讯的集成网关，包括处理单元、接口单元、通信单元、定位单元以及供电单元，其特征在于：

所述处理单元，用于网间协议转换、网间地址解析，能够接受PC终端的远程编程与调试，并且调配其它资源和记忆功能，包括嵌入式微处理器；

所述接口单元，用于实现集成网关的线性连接，包括以太网接口、RS485串口、GPIO接口、SD卡接口以及USB接口；

所述通信单元包括基本通信单元以及扩展通信单元，用于实现集成网关提供标准化和非标准化协议的传输，所述基本通信单元包括LoRa无线通信模块；

所述定位单元，实现集成网关的地理位置定位，包括与所述嵌入式微处理器电连接的GPS模块；

所述供电单元用于提供电能，包括太阳能板组件以及蓄电池。

2.如权利要求1所述的基于LoRa无线通讯的集成网关，其特征在于：所述处理单元还包括与所述嵌入式微处理器对应的时钟、复位、存储电路模块以及用于调试的编程接口和PC调试接口。

3.如权利要求1所述的基于LoRa无线通讯的集成网关，其特征在于：所述接口单元还包括USB OTG接口以及总线接口。

4.如权利要求1所述的基于LoRa无线通讯的集成网关，其特征在于：所述扩展通信单元包括WiFi通信模块、4G LTE通信模块以及GSM通信模块。

5.如权利要求1所述的基于LoRa无线通讯的集成网关，其特征在于：所述供电单元还包括电源转换模块、滤波电路板以及掉电保护模块，所述电源转换模块与蓄电池电连接，所述滤波电路板与电源转换模块电连接。

6.如权利要求1所述的基于LoRa无线通讯的集成网关，其特征在于：所述处理单元与供电单元为单向电连接，处理单元与接口单元以及通信的单元均为双向通信连接。

7.如权利要求1所述的基于LoRa无线通讯的集成网关，其特征在于：所述处理单元、接口单元、通信单元以及供滤波电路板均集成在PCB板上。