CN113009862A - 一种基于LoRa的遥控器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于LoRa的遥控器，属于工业无线电遥控技术领域，所述遥控器包括控制器和执行器，所述执行器通过开关器件连接有点火器，所述控制器和执行器均设置有LoRa收发芯片，所述控制器和执行器通过LoRa收发芯片进行通信，所述执行器还设置有通断测量电路，所述通断测量电路采集外电路的断路信息并上传到执行器，所述执行器将所述断路信息传输到控制器；具有很高的可靠性和安全性，能预防包括重放攻击在内的各类无线电干扰导致的误触发，有效保障工程技术人员安全；便于通过通断测量电路采集外电路的断路信息后上传到执行器，通过执行器上传到控制器，便于遥控者知晓遥控器终端及外电路的工作情况。

Description

一种基于LoRa的遥控器
技术领域
本发明属于工业无线电遥控技术领域，涉及一种基于LoRa的遥控器。
背景技术
现有采用无线电遥控的点火器或起爆器，普遍采用基于ASK或FSK通信的简单编码方案，容易受到干扰，误触发的风险较高，为了降低风险，目前普遍采用的解决方案是两套遥控器编解码电路串联工作，现有遥控器均为单向通信的，控制者无法知晓遥控器终端及外电路的工作情况。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种基于LoRa的遥控器，解决了现有遥控器均为单向通信的，控制者无法知晓遥控器终端及外电路的工作情况的问题降低了误触发的风险。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于LoRa的遥控器，所述遥控器包括控制器和执行器，所述执行器通过开关器件连接有点火器，所述控制器和执行器均设置有LoRa收发芯片，所述控制器和执行器通过LoRa收发芯片进行通信，所述执行器还设置有通断测量电路，所述通断测量电路采集外电路的断路信息并上传到执行器，所述执行器将所述断路信息传输到控制器。
进一步地，还包括复杂可编程逻辑器件CPLD，所述复杂可编程逻辑器件CPLD分别与执行器和通断测量电路连接。
进一步地，所述所述通断测量电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、PNP型的三极管Q1、NPN型的三极管Q2、NPN型的三极管Q7、二极管D2、二极管D12和电容C3，所述电阻R2的一端连接电源且与三极管Q1的e极连接、另一端与三极管Q1的b极连接，所述三极管Q1的c极与二极管D2的正极连接，所述二极管的负极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与点火器的正极连接，所述三极管Q1的b极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与三极管Q2的c极连接，所述三极管Q2的b极连接电阻R6后与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，所述三极管Q2的e极接地，所述电阻R8与电容C3并联，所述电阻R8的两端分别与三极管Q2的c极和三极管Q2的e极连接，所述电阻R21的一端连接电源、另一端连接复杂可编程逻辑器件CPLD和三极管Q7的c极，所述三极管Q7的e极接地，所述三极管Q7的b极依次串联电阻R22和电阻R23后接地，所述电阻R22和电阻R23之间任意一点串联电阻R20和电阻R19后与点火器的负极连接，所述二极管的正极接地、负极与电阻R20和电阻R23之间任意一点连接。
进一步地，所述开关器件包括依次串联的MOS管、第一继电器和第二继电器，所述点火器设置在第一继电器和第二继电器之间，所述MOS管通过开关电路与执行器连接，所述第一继电器通过第一驱动电路与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，所述第二继电器通过第二驱动电路与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，第一继电器和第二继电器互相垂直安装。
进一步地，所述控制器设置有键盘和液晶显示器。
进一步地，所述执行器设置有时钟电路。
进一步地，所述执行器的收发和逻辑处理设置有第一电源供电，所述执行器的对外输出设置有第二电源供电。
进一步地，所述点火器的正负极之间跨接有二极管防雷器D8。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明一种基于LoRa的遥控器，控制器和执行器之间采用LoRa收发芯片进行通信，具有很高的可靠性和安全性，在矿山开阔地的有效遥控距离达1km，能预防包括重放攻击在内的各类无线电干扰导致的误触发，有效保障工程技术人员安全；控制器和执行器之间可实现双向通信，便于通过通断测量电路采集外电路的断路信息后上传到执行器，通过执行器上传到控制器，便于遥控者知晓遥控器终端及外电路的工作情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1是本发明的框架示意图；
图2是本发明的通断测量电路图；
图3是本发明的控制器电路图；
图4是本发明的执行器电路图；
图5是本发明的LoRa收发芯片电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于LoRa的遥控器，所述遥控器包括控制器和执行器，所述执行器通过开关器件连接有点火器，所述控制器和执行器均设置有LoRa收发芯片，所述控制器和执行器通过LoRa收发芯片进行通信，所述执行器还设置有通断测量电路，所述通断测量电路采集外电路的断路信息并上传到执行器，所述执行器将所述断路信息传输到控制器。
本发明的工作原理：控制器和执行器之间通过各自设置的LoRa收发芯片可实现双向通信，具有很高的可靠性和安全性，能预防包括重放攻击在内的各类无线电干扰导致的误触发，有效保障工程技术人员安全。使用时通过通断测量电路采集外电路的断路信息后上传到执行器，通过执行器上传到控制器，便于遥控者知晓遥控器终端及外电路的工作情况。需要说明的是，本发明的控制器优选型号为STM32F407VET6，执行器优选型号为STM32F103V的控制芯片，LoRa收发芯片优选型号为SX1278。
如图1所示，优选地，还包括复杂可编程逻辑器件CPLD，所述复杂可编程逻辑器件CPLD分别与执行器和通断测量电路连接。实施时，复杂可编程逻辑器件CPLD的优选型号为EPM240T100C5N。
优选地，所述控制器设置有键盘和液晶显示器。实施时，通过键盘(图中未画出)输入指令，通过液晶显示器(图中未画出)显示控制参数和远程诊断参数。需要说明的是，键盘和液晶显示屏与控制器连接均为现有技术，在此不再赘述。
优选地，所述执行器设置有时钟电路。实施时，多个执行器通过时钟电路(图中未画出)可由控制器授时同步，从而执行毫秒延期时序起爆。
优选地，所述执行器的收发和逻辑处理设置有第一电源供电，所述执行器的对外输出设置有第二电源供电。实施时，提供对外输出的第二电源(图中未画出)，与执行器的收发和逻辑处理的第一电源(图中未画出)相互独立，确保外电路短路等故障不会波及执行器本身的通信功能。
优选地，所述点火器的正负极之间跨接有二极管防雷器D8。
实施例2
本实施例提供一种具体的电路。
如图2所示，具体地，所述所述通断测量电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、PNP型的三极管Q1、NPN型的三极管Q2、NPN型的三极管Q7、二极管D2、二极管D12和电容C3，所述电阻R2的一端连接电源且与三极管Q1的e极连接、另一端与三极管Q1的b极连接，所述三极管Q1的c极与二极管D2的正极连接，所述二极管的负极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与点火器的正极连接，所述三极管Q1的b极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与三极管Q2的c极连接，所述三极管Q2的b极连接电阻R6后与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，所述三极管Q2的e极接地，所述电阻R8与电容C3并联，所述电阻R8的两端分别与三极管Q2的c极和三极管Q2的e极连接，所述电阻R21的一端连接电源、另一端连接复杂可编程逻辑器件CPLD和三极管Q7的c极，所述三极管Q7的e极接地，所述三极管Q7的b极依次串联电阻R22和电阻R23后接地，所述电阻R22和电阻R23之间任意一点串联电阻R20和电阻R19后与点火器的负极连接，所述二极管的正极接地、负极与电阻R20和电阻R23之间任意一点连接。
如图2所示，具体地，所述开关器件包括依次串联的MOS管、第一继电器和第二继电器，所述点火器设置在第一继电器和第二继电器之间，所述MOS管通过开关电路与执行器连接，所述第一继电器通过第一驱动电路与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，所述第二继电器通过第二驱动电路与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，第一继电器和第二继电器互相垂直安装。
如图2所示，其中，开关电路包括所述开关电路包括NPN型的三极管Q6、电阻R10、电阻R14、电阻R17、电阻R105和电容C36，所述电阻R14的一端与复杂可编程逻辑器件CPLD连接、另一端与电容C36的一端连接，所述电容C36和电阻R17并联，所述电容C36的一端与三极管Q3的b极连接、另一端与三极管Q3的e极连接并接地，所述三极管Q3的c极与MOS管的G极连接，所述电阻R10的两端分别与MOS管的G极和S极连接，所述电阻105的两端分别与MOS管的D极和S极连接。
如图2所示，具体地，所述第一驱动电路包括NPN型的三极管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R12、电阻R15、电容C1、电容C125、二极管D1和二极管D4，所述电阻R12的一端与复杂可编程逻辑器件CPLD连接、另一端与电容C125的一端和三极管Q4的b极连接，所述电容C125与电阻R15并联且另一端接地，所述三极管Q4的e极接地，所述三极管Q4的c极接地与二极管D4的正极连接并与第一继电器的常闭触点连接，所述二极管D4的负极与电源连接，所述电源与第一继电器的常闭触点连接，所述电阻R4的一端与第一继电器的常闭触点连接、另一端串联电阻R1，电容C1和二极管D1均与电阻R1并联，二极管D1的正极接地、负极与复杂可编程逻辑器件CPLD连接。
如图2所示，具体地，所述第二驱动电路包括NPN型的三极管Q5、电阻R13、电阻R5、电阻R16、电容C2、电容C127、二极管D3和二极管D5，所述电阻R13的一端与执行器连接、另一端与电容C127的一端和三极管Q5的b极连接，所述电容C127与电阻R16并联且另一端接地，所述三极管Q5的e极接地，所述三极管Q5的c极接地与二极管D5的正极连接并与第二继电器的常闭触点连接，所述二极管D5的负极与电源连接，所述电源与第二继电器的常闭触点连接，所述电阻R5的一端与第二继电器的常闭触点连接、另一端接电源，所述电阻R5的一端与二极管D3的负极连接，所述二极管D3的正极接地，所述二极管D3的负极与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，所述电容C2与二极管并联。
如图3所示，所述控制器采用型号为STM32F407VET6的控制芯片。
如图4所示，所述执行器采用型号为STM32F103V的控制芯片。
如图5所示，所述LoRa收发芯片采用型号为SX1278。
如图4、图5所示，所述复杂可编程逻辑器件CPLD采用型号为EPM240T100C5N。
如图2所示，所述二极管防雷器D8采用型号为SM8S10。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于LoRa的遥控器，其特征在于：所述遥控器包括控制器和执行器，所述执行器通过开关器件连接有点火器，所述控制器和执行器均设置有LoRa收发芯片，所述控制器和执行器通过LoRa收发芯片进行通信，所述执行器还设置有通断测量电路，所述通断测量电路采集外电路的断路信息并上传到执行器，所述执行器将所述断路信息传输到控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的遥控器，其特征在于：还包括复杂可编程逻辑器件CPLD，所述复杂可编程逻辑器件CPLD分别与执行器和通断测量电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于LoRa的遥控器，其特征在于：所述通断测量电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、PNP型的三极管Q1、NPN型的三极管Q2、NPN型的三极管Q7、二极管D2、二极管D12和电容C3，所述电阻R2的一端连接电源且与三极管Q1的e极连接、另一端与三极管Q1的b极连接，所述三极管Q1的c极与二极管D2的正极连接，所述二极管的负极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与点火器的正极连接，所述三极管Q1的b极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与三极管Q2的c极连接，所述三极管Q2的b极连接电阻R6后与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，所述三极管Q2的e极接地，所述电阻R8与电容C3并联，所述电阻R8的两端分别与三极管Q2的c极和三极管Q2的e极连接，所述电阻R21的一端连接电源、另一端连接复杂可编程逻辑器件CPLD和三极管Q7的c极，所述三极管Q7的e极接地，所述三极管Q7的b极依次串联电阻R22和电阻R23后接地，所述电阻R22和电阻R23之间任意一点串联电阻R20和电阻R19后与点火器的负极连接，所述二极管的正极接地、负极与电阻R20和电阻R23之间任意一点连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于LoRa的遥控器，其特征在于：所述开关器件包括依次串联的MOS管、第一继电器和第二继电器，所述点火器设置在第一继电器和第二继电器之间，所述MOS管通过开关电路与执行器连接，所述第一继电器通过第一驱动电路与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，所述第二继电器通过第二驱动电路与复杂可编程逻辑器件CPLD连接，第一继电器和第二继电器互相垂直安装。
5.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的遥控器，其特征在于：所述控制器设置有键盘和液晶显示器。
6.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的遥控器，其特征在于：所述执行器设置有时钟电路。
7.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的遥控器，其特征在于：所述执行器的收发和逻辑处理设置有第一电源供电，所述执行器的对外输出设置有第二电源供电。
8.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的遥控器，其特征在于：所述点火器的正负极之间跨接有二极管防雷器D8。
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