CN114500677B - 一种LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法 - Google Patents
一种LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114500677B CN114500677B CN202111681504.0A CN202111681504A CN114500677B CN 114500677 B CN114500677 B CN 114500677B CN 202111681504 A CN202111681504 A CN 202111681504A CN 114500677 B CN114500677 B CN 114500677B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- capacitor
- pin
- communication
- module
- bluetooth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 297
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N chloralodol Chemical compound CC(O)(C)CC(C)OC(O)C(Cl)(Cl)Cl QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 91
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 253
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 16
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 12
- 230000006855 networking Effects 0.000 claims description 8
- 101100163833 Arabidopsis thaliana ARP6 gene Proteins 0.000 claims description 6
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 6
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
- H04L69/08—Protocols for interworking; Protocol conversion
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
- H04L69/18—Multiprotocol handlers, e.g. single devices capable of handling multiple protocols
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Abstract
本发明公开了一种LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法,通过由至少两个物联网通信模块、LoRaWAN电路模块及外壳组成的LoRaWAN协议通信转换器的设置,在通信节点部署一套LoRaWAN协议通信转换器即可实现多种不同通信协议的物联网产品之间的通信,而不需要部署多套不同的通信基站;并且还能实现超远距离的数据传输,可以降低通信基站的部署成本及提高数据传输效率。本发明LoRaWAN协议通信转换器,包括:至少两个物联网通信模块、LoRaWAN电路模块及外壳;所述外壳上设置有供所述物联网通信模块可插拔安装的安装位;所述LoRaWAN电路模块设置在所述外壳内;所述LoRaWAN电路模块包括MCU,及所述MCU连接的电源子模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种基于LoRaWAN协议的通信方法及转换器。
背景技术
随着物联网的兴起,越来越多与我们生活工作等息息相关的物联网产品开始流行。
物联网产品之间或与基站之间的通信,一般仅限于物联网产品自身具备的通信方式,例如利用蓝牙进行通信的物联网产品一般只能通过蓝牙接收基站进行数据传输,利用ZigBee进行通信的物联网产品一般只能通过ZigBee接收基站进行数据传输。但是,在很多场景,会存在同时利用多种通信方式的物联网产品,例如在医院,可能会存在利用蓝牙通信的智能手表、利用RFID进行通信的胸卡或利用ZigBee进行通信的医疗设备,当需要采集或监控这些物联网产品的信息时,只能布置多套不同协议的通信基站进行信息采集或监控,这一方面会增加用户的使用成本,因为需要在每个需要接收信息的节点布置多套通信基站,另一方面会增加通信基站安装的复杂度和难度,因为很多场景并没有预留太多的空间及接口来安装多套通信基站,特别是医院科室内。
因此,针对上述情况,如何改进现有物联网产品的通信方法,从而可以解决上述的问题,成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。
发明内容
本发明公开了一种LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法,通过由至少两个物联网通信模块、LoRaWAN电路模块及外壳组成的LoRaWAN协议通信转换器的设置,在通信节点部署一套LoRaWAN协议通信转换器即可实现多种不同通信协议的物联网产品之间的通信,而不需要部署多套不同的通信基站;并且还能实现超远距离的数据传输,可以降低通信基站的部署成本及提高数据传输效率。
本发明提供的LoRaWAN协议通信转换器,包括:至少两个物联网通信模块、LoRaWAN电路模块及外壳;
所述外壳上设置有供所述物联网通信模块可插拔安装的安装位;
所述LoRaWAN电路模块设置在所述外壳内;
所述物联网通信模块安装在所述安装位上,且通过通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,UART)与所述LoRaWAN电路模块电连接;
所述LoRaWAN电路模块包括MCU,及所述MCU连接的电源子模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块,其中所述MCU用于实现物联网通信模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块之间的通信,所述电源子模块用于向所述MCU供电。
优选的,
所述电源子模块包括3.8V电源组件及3.3V电源组件,其中所述3.8V电源组件向所述3.3 V电源组件提供3.8V直流电压;
所述3.8V电源组件包括:开关电源U1、与开关电源U1的N脚依次连接的电阻R10及保险F1、与开关电源U1的L脚依次连接电阻R19、热敏电阻RT1、与热敏电阻RT1两端分别连接的压敏电阻RV1及电容C7、开关电源U1的电源正极及电源负极之间依次并联电解电容EC1、电容C9及瞬态二极管DT1,其中压敏电阻RV1及电容C7不与热敏电阻RT1连接的一端连接并在电阻R10及保险F1之间,开关电源U1的电源正极输入3.8V直流电压;
所述3.3V电源组件包括:稳压器U4、与稳压器U4输入端相连的电容C18、稳压器U4输出端及接地端之间依次并联电容C19、电容C20及电解电容EC2,其中电容C18的一端与所述3.8V电源组件的电压输出端及稳压器U4输入端相连,其另一端接地,稳压器U4输出端输出3.3V直流电压。
优选的,
所述LoRa通信子模块包括:LoRa芯片U3、与LoRa芯片U3第一引脚连接的磁珠FB1、电容C5及电容C6、与LoRa芯片U3第三引脚连接的晶振Y1及电容C13、与LoRa芯片U3第四引脚连接的晶振Y1及电容C21、与LoRa芯片U3第七引脚连接的电感L5及电容C24、与LoRa芯片U3第九引脚连接的电感L5、与LoRa芯片U3第十引脚连接的3.3V电源DVCC、与LoRa芯片U3第十一引脚连接的电容C25、与LoRa芯片U3第十二引脚连接的电阻R9、与LoRa芯片U3第二十四引脚连接的电容C1、电容C2及电感L2、与LoRa芯片U3第二十三引脚连接的电感L2及电容C11、与电容C11的一端与电容C4、电容C14及电感L4连接、电容C4与电感L4并联且一端与电感L3及电容C15连接、电感L3另一端与电容C10连接、电容C10的另一端与电容C12及射频开关U2的第一引脚连接、射频开关U2的第六引脚通过电容C3接地、射频开关U2的第五引脚通过电容C16与LoRa天线及二极管ESD1连接、射频开关U2的第四引脚通过电容C17接地、与LoRa芯片U3第二十二引脚连接的电容C22及电感L6、电容C22的另一端与电容C23及射频开关U2的第五引脚相连、与LoRa芯片U3第二十一引脚连接的电感L6及电容C26,其中电容C5及电容C6并联,电容C13及电容C21相连并接地,电容C24的一端与电感L5连接且另一端接地,电容C14、电容C15、电容C12、电容C26、电容C23及二极管ESD1的一端接地,LoRa芯片U3的七个通信引脚与MCU相连;
所述WIFI通信子模块包括:WIFi芯片M1、WIFi芯片M1的第一引脚与MCU及电阻R1连接、WIFi芯片M1的第三引脚与电阻R2连接、WIFi芯片M1的第八引脚与电容C32、电容C33、电容C34及磁珠FB2连接、WIFi芯片M1的第二十二引脚、第二十一引脚及第十八引脚与MCU相连、WIFi芯片M1的第十七引脚与电阻R4相连、WIFi芯片M1的第十六引脚通过电阻R6接地,其中电容C32、电容C33及电容C34并联且一端接地。
优选的,
所述LoRaWAN电路模块还包括与MCU连接的按键子模块、存储子模块、指示单元子模块、调试子模块及外置RTC子模块;
所述按键子模块包括按键K1、与按键K1一端相连的电阻R13及电容C49,其中电阻R13的一端与MCU连接,C49的另一端与按键K1的另一端连接且接地;
所述存储子模块包括EEPROM电路及FLASH电路;其中所述EEPROM电路包括:EEPROM芯片U7、EEPROM芯片U7的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚及电容C46连接且接地,电容C46的另一端与EEPROM芯片U7的第八引脚相连且与3.3V电源DVCC连接,3.3V电源DVCC的第五引脚、第六引脚及第七引脚与MCU连接;所述FLASH电路包括FLASH芯片U8、FLASH芯片U8的第一引脚、第二引脚、第六引脚及第五引脚与MCU连接、FLASH芯片U8的第三引脚与3.3V电源DVCC连接、FLASH芯片U8的第八引脚与3.3V电源DVCC及电容C50连接;
所述指示单元子模块包括:3.3V电源DVCC 、LoRa指示灯LED1、电阻R14及MCU依次连接组成的第一LoRa指示灯组,3.3V电源DVCC 、LoRa指示灯LED2、电阻R15及MCU依次连接组成的第二LoRa指示灯组,3.3V电源DVCC 、WIFI指示灯LED3、电阻R16及MCU依次连接组成的第一WIFI指示灯组,3.3V电源DVCC 、WIFI指示灯LED4、电阻R17及MCU依次连接组成的第二WIFI指示灯组,以及3.3V电源DVCC 、物联网通信模块指示灯LED6、电阻R18及MCU依次连接组成的物联网通信模块指示灯组;
所述调试子模块包括:SWD接口调试及调试串口,其中SWD接口调试包括JTAG1连接器,调试串口包括UART1连接器;
所述外置RTC子模块包括时钟芯片U6、与时钟芯片U6第二引脚相连的电阻R11、与时钟芯片U6第五引脚相连的电容C47及钽电容TC1、时钟芯片U6第五引脚及第六引脚相连、与时钟芯片U6第十三引脚相连的电阻R8、与时钟芯片U6第十引脚相连的电阻R12及电容C48,其中电阻R8及电阻R12相连、时钟芯片U6第七引脚、第八引脚及第九引脚接地;
MCU的第一引脚通过电容C27接地,其第五引脚与电阻R3、晶振Y2及电容C29相连,其第六引脚与电阻R3、晶振Y2及电容C30相连,其第七引脚通过电容C31接地,其第十二引脚与电容C35及电容C36相连,其第十三引脚与电容C35、电容C36及电阻R7相连,其第十八引脚与电容C38连接,其第十九引脚与电容C38连接,其第三十一引脚与电容C45连接,其第三十二引脚与电容C45连接,其第六十四引脚与电容C28连接,其第六十三引脚与电容C28连接,其第六十引脚与电阻R5及短接JP1连接,其第四十八引脚与电容C37连接,其第四十七引脚与电容C37连接。
优选的,
所述物联网通信模块为有源RFID2.4G接收模块、有源RFID433M接收模块、ZigBee接收模块、蓝牙模块中的至少一种。
优选的,
所述物联网通信模块为由第一蓝牙子模块及第二蓝牙子模块组成的蓝牙模块;
所述第一蓝牙子模块包括蓝牙芯片M2、蓝牙芯片M2的三个引脚与MCU连接、以及蓝牙芯片M2的第一引脚与电容C43、电容C39、电容C40及磁珠FB3连接;
所述第二蓝牙子模块包括蓝牙芯片M3、蓝牙芯片M3的三个引脚与MCU连接、以及蓝牙芯片M3的第一引脚与电容C44、电容C41、电容C42及磁珠FB4连接。
本发明还提供了一种LoRaWAN协议通信转换器的通信方法,用于上述的LoRaWAN协议通信转换器,包括:
接收信息时:
A1:接收至少一种物联网产品的通信数据;
A 2:从至少一种所述通信数据中提取有效上传数据,并将所有提取得到的至少一个所述有效上传数据根据LoRaWAN协议标准数据格式,封装成一个LoRaWAN协议标准数据;
A 3:将所述LoRaWAN协议标准数据发送至设定位置;
发送信息时:
B1:MCU接收到待传输的LoRaWAN协议标准数据;
B2:从所述LoRaWAN协议标准数据中提取有效下发数据及待传输的通信类型,并根据所述通信类型将所述有效下发数据发送至相应的物联网通信模块进行封装,得到与所述通信类型相匹配的通信数据;
B3:将通信数据发送至物联网产品;
B4:将通信结果发送至所述MCU;
所述设定位置包括LoRaWAN基站、数据平台或邻近的基于LoRaWAN协议的通信装置;
所述数据平台为本地或基于网络的LoRaWAN服务端软件。
优选的,
所述步骤A3包括
在满足传输信号要求的情况下,根据传输优先级,将所述LoRaWAN协议标准数据发送优先级别高的设定位置;
所述LoRaWAN基站、基于LoRaWAN协议的通信装置、数据平台的优先级依次递减。
优选的,
所述物联网通信模块为蓝牙模块;
其中所述蓝牙接收模块包含采用蓝牙点对点配对协议和/或点对多广播协议两种方式;
若采用蓝牙配对协议,接收信息时:
接收信息时:
蓝牙接收模块主动发起通信连接,并接收通过验证且建立连接的蓝牙终端的蓝牙数据;
从所述蓝牙数据中提取有效上传数据,并将所有提取得到的至少一个所述有效上传数据根据LoRaWAN协议标准数据格式,封装成一个LoRaWAN协议标准数据;
将所述LoRaWAN协议标准数据通过LoRa通信子模块或WIFI通信子模块发送至设定位置,其中若WIFI通信子模块处于正常联网状态则通过WIFI通信子模块将所述LoRaWAN协议标准数据发送至设定位置,否则查询LoRa通信子模块是否处于正常联网状态,若是则通过LoRa通信子模块将所述LoRaWAN协议标准数据发送至设定位置,否则将LoRaWAN协议标准数据存储在存储子模块;
发送信息时:
MCU接收到待传输的LoRaWAN协议标准数据;
从所述LoRaWAN协议标准数据中提取有效下发数据,并根据所述通信类型将所述有效下发数据发送至蓝牙发送模块进行封装,得到蓝牙发送数据;
根据所述蓝牙发送数据,向指定的蓝牙终端发起通信连接,并在通过验证且建立连接后将蓝牙数据发送至所述蓝牙终端;
将通信结果发送至所述MCU。
优选的,
所述蓝牙接收模块采用蓝牙配对协议;
所述蓝牙接收模块内设置白名单,在所述白名单内的蓝牙终端,命名为白名单蓝牙终端;
蓝牙接收模块采用免配对与所述白名单蓝牙终端直接连接方式。
本发明提供的LoRaWAN协议通信转换器,包括:至少两个物联网通信模块、LoRaWAN电路模块及外壳;所述外壳上设置有供所述物联网通信模块可插拔安装的安装位;所述LoRaWAN电路模块设置在所述外壳内;所述物联网通信模块安装在所述安装位上,且通过UART与所述LoRaWAN电路模块电连接;所述LoRaWAN电路模块包括MCU,及所述MCU连接的电源子模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块,其中所述MCU用于实现物联网通信模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块之间的通信,所述电源子模块用于向所述MCU供电。通过由至少两个物联网通信模块、LoRaWAN电路模块及外壳组成的LoRaWAN协议通信转换器的设置,本发明LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法,在通信节点部署一套LoRaWAN协议通信转换器即可实现多种不同通信协议的物联网产品之间的通信,而不需要部署多套不同的通信基站;并且还能实现超远距离的数据传输,可以降低通信基站的部署成本及提高数据传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图。
图1为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例的结构示意图;
图2为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中MCU21的接线图;
图3为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中电源子模块的电路图;
图4为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中LoRa通信子模块的电路图;
图5为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中WIFI通信子模块的电路图;
图6为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中按键子模块的电路图;
图7为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中指示单元子模块的电路图;
图8为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中EEPROM电路的电路图;
图9为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中FLASH电路的电路图;
图10为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中SWD接口调试的电路图;
图11为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中调试串口的电路图;
图12为本发明LoRaWAN协议通信转换器实施例中外置RTC子模块的电路图;
图13为本发明LoRaWAN协议通信转换器的通信方法实施例的流程图;
图1中,标号1为物联网通信模块、标号2为LoRaWAN电路模块、标号3为外壳及标号21为MCU。
实施方式
本发明公开了一种LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法,通过由至少两个物联网通信模块、LoRaWAN电路模块及外壳组成的LoRaWAN协议通信转换器的设置,在通信节点部署一套LoRaWAN协议通信转换器即可实现多种不同通信协议的物联网产品之间的通信,而不需要部署多套不同的通信基站;并且还能实现超远距离的数据传输,可以降低通信基站的部署成本及提高数据传输效率。
LoRa是物理层传输技术,典型特点是距离远、功耗低,但是速率相对较低。而LoRaWAN是在LoRa物理层传输技术基础之上的以MAC层为主的一套协议标准,有了这个标准之后,LoRaWAN的就变成一种网络技术。这套技术对应的产品包括LoRaWAN终端,LoRaWAN通信基站和LoRaWAN的协议和数据平台LoRaWAN提供了多信道接入、频率切换、自适应速率、信道管理、定时收发,节点接入认证与数据加密、漫游等特性。
需要说明的是,LoRaWAN组网基本上都使用LoRa作为物理层,但是LoRaWAN的协议也列出了在某些频段也可以使用GFSK作为物理层,从网络分层的角度来讲,LoRaWAN可以使用任何物理层的协议。
下面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和详细的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。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它实施例,都属于本发明保护的范围。请参阅图1,为本发明提供的LoRaWAN协议通信转换器,包括:至少两个物联网通信模块1、LoRaWAN电路模块2及外壳3;
所述外壳3上设置有供所述物联网通信模块1可插拔安装的安装位;
所述LoRaWAN电路模块2设置在所述外壳3内;
所述物联网通信模块1安装在所述安装位上,且通过UART与所述LoRaWAN电路模块2电连接;
所述LoRaWAN电路模块2包括MCU21,及所述MCU连接的电源子模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块,其中所述MCU用于实现物联网通信模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块之间的通信,所述电源子模块用于向所述MCU供电。
在本发明实施例中,物联网通信模块1用于收发物联网通信数据,根据物联网通信模块1的类型不同,可以收发一种或多种不同的物联网,例如当物联网通信模块1为蓝牙收发模块时可以收发蓝牙数据,物联网通信模块1为有源RFID433M模块及ZigBee模块时,可以收发有源RFID433M数据及ZigBee数据;接收到的物联网通信数据,通过LoRaWAN电路模块2转换为基于LoRaWAN协议的数据后可以发送至LoRaWAN基站或其他设置位置,需要发送物联网通信数据时,由LoRaWAN电路模块2接收来自LoRaWAN基站或其他设置位置基于LoRaWAN协议的数据后,再转换为物联网通信数据,最后发送至物联网通信模块1即可完成发送过程。通常,本发明物联网通信模块1设置在数据交汇点处,对多个相同或不同类型的物联网通信数据进行收发,改变了现有技术仅能部署多个不同的数据收发器的方式,例如现有技术需要在数据交汇点进行蓝牙数据和ZigBee数据时,需要部署蓝牙收发模块及网络通信模块、以及ZigBee收发模块及网络通信模块,不仅耗时耗力,而且管理及部署成本较高,适应性较差;本发明物联网通信模块1还具有灵活度高的特性,根据不同应用场合,仅需要对物联网通信模块1做出调整即可。
下面用一个具体应用例来说明本发明的LoRaWAN协议通信转换器:
具体以应用场景为医院进行说明,医院需要对资产优化管理,对药品、器械的闭环管理、对患者和医护人员的定位追踪、医疗废弃物的追踪、导诊导航、智能监护和急诊救治管控等、对患者和医护人员的定位追踪采用蓝牙手环、导航导诊采用蓝牙iBeacon定位信标、智能输液采用LoRa输液终端、智能监护采用蓝牙心电贴和蓝牙手环等、急诊救治管控采用有源RFID433M手环记录病患信息的ZigBee终端,按照以往传统的方式,需要在医院同时布置蓝牙接收基站及发送基站、有源RFID433M接收基站及发送基站及ZigBee接收基站及发送基站,这就会导致医院分别布置了四套相互孤立通讯的有源RFID433M系统、蓝牙系统、ZigBee系统和iBeacon系统,而且没用统一管理的平台,给医院管理造成极大的不便。本发明则可以解决这个问题,例如在医院布安装了LoRaWAN协议通信转换器,可以利用LoRaWAN协议通信转换器上的蓝牙接收模块接收蓝牙手表或蓝牙手环的信息,可以利用LoRaWAN协议通信转换器上的有源RFID433M接收模块接收有源RFID433M手环的信息,还可以利用LoRaWAN协议通信转换器上的ZigBee接收模块接收ZigBee通信终端的信息,LoRaWAN协议通信转换器将接收到的各种信息进行解释后封装成LoRaWAN协议标准数据,然后将LoRaWAN协议标准数据发送至云数据处理平台或LoRaWAN基站即可实现跨通信协议之间的信息传输,完美地融合了RFID系统、蓝牙系统、ZigBee系统和iBeacon系统,建立一个统一管理的平台,大大提高医院的管理效率。
本发明提供的LoRaWAN协议通信转换器,包括:至少两个物联网通信模块1、LoRaWAN电路模块2及外壳3;所述外壳3上设置有供所述物联网通信模块1可插拔安装的安装位;所述LoRaWAN电路模块2设置在所述外壳3内;所述物联网通信模块1安装在所述安装位上,且通过UART与所述LoRaWAN电路模块2电连接;所述LoRaWAN电路模块2包括MCU,及所述MCU连接的电源子模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块,其中所述MCU用于实现物联网通信模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块之间的通信,所述电源子模块用于向所述MCU供电。通过由至少两个物联网通信模块1、LoRaWAN电路模块2及外壳3组成的LoRaWAN协议通信转换器的设置,本发明在通信节点部署一套LoRaWAN协议通信转换器即可实现多种不同通信协议的物联网产品之间的通信,而不需要部署多套不同的通信基站;并且还能实现超远距离的数据传输,可以降低通信基站的部署成本及提高数据传输效率。
优选的,
所述电源子模块包括3.8V电源组件及3.3V电源组件,其中所述3.8V电源组件向所述3.3 V电源组件提供3.8V直流电压;
所述3.8V电源组件包括:开关电源U1、与开关电源U1的N脚依次连接的电阻R10及保险F1、与开关电源U1的L脚依次连接电阻R19、热敏电阻RT1、与热敏电阻RT1两端分别连接的压敏电阻RV1及电容C7、开关电源U1的电源正极及电源负极之间依次并联电解电容EC1、电容C9及瞬态二极管DT1,其中压敏电阻RV1及电容C7不与热敏电阻RT1连接的一端连接并在电阻R10及保险F1之间,开关电源U1的电源正极输入3.8V直流电压;
所述3.3V电源组件包括:稳压器U4、与稳压器U4输入端相连的电容C18、稳压器U4输出端及接地端之间依次并联电容C19、电容C20及电解电容EC2,其中电容C18的一端与所述3.8V电源组件的电压输出端及稳压器U4输入端相连,其另一端接地,稳压器U4输出端输出3.3V直流电压。
需要说明的是,开关电源U1可采用PTA3-WS05芯片,稳压器U4可以采用的型号为SPX3940。通过多个电容的滤波及稳压器U4的作用,能够得到稳定的3.3V直流电压输出,以供MCU及其他芯片所需使用。
优选的,
所述LoRa通信子模块包括:LoRa芯片U3、与LoRa芯片U3第一引脚连接的磁珠FB1、电容C5及电容C6、与LoRa芯片U3第三引脚连接的晶振Y1及电容C13、与LoRa芯片U3第四引脚连接的晶振Y1及电容C21、与LoRa芯片U3第七引脚连接的电感L5及电容C24、与LoRa芯片U3第九引脚连接的电感L5、与LoRa芯片U3第十引脚连接的3.3V电源DVCC、与LoRa芯片U3第十一引脚连接的电容C25、与LoRa芯片U3第十二引脚连接的电阻R9、与LoRa芯片U3第二十四引脚连接的电容C1、电容C2及电感L2、与LoRa芯片U3第二十三引脚连接的电感L2及电容C11、与电容C11的一端与电容C4、电容C14及电感L4连接、电容C4与电感L4并联且一端与电感L3及电容C15连接、电感L3另一端与电容C10连接、电容C10的另一端与电容C12及射频开关U2的第一引脚连接、射频开关U2的第六引脚通过电容C3接地、射频开关U2的第五引脚通过电容C16与LoRa天线及二极管ESD1连接、射频开关U2的第四引脚通过电容C17接地、与LoRa芯片U3第二十二引脚连接的电容C22及电感L6、电容C22的另一端与电容C23及射频开关U2的第五引脚相连、与LoRa芯片U3第二十一引脚连接的电感L6及电容C26,其中电容C5及电容C6并联,电容C13及电容C21相连并接地,电容C24的一端与电感L5连接且另一端接地,电容C14、电容C15、电容C12、电容C26、电容C23及二极管ESD1的一端接地,LoRa芯片U3的七个通信引脚与MCU相连;
所述WIFI通信子模块包括:WIFi芯片M1、WIFi芯片M1的第一引脚与MCU及电阻R1连接、WIFi芯片M1的第三引脚与电阻R2连接、WIFi芯片M1的第八引脚与电容C32、电容C33、电容C34及磁珠FB2连接、WIFi芯片M1的第二十二引脚、第二十一引脚及第十八引脚与MCU相连、WIFi芯片M1的第十七引脚与电阻R4相连、WIFi芯片M1的第十六引脚通过电阻R6接地,其中电容C32、电容C33及电容C34并联且一端接地。
需要说明的是,LoRa芯片U3可以采用SX1268芯片,射频开关U2的型号为AS179,WIFi芯片M1可以采用ESP8266芯片。LoRa通信子模块采用3.3V供电,用于与MCU之间实现数据传输。
优选的,
所述LoRaWAN电路模块还包括与MCU连接的按键子模块、存储子模块、指示单元子模块、调试子模块及外置RTC子模块;
所述按键子模块包括按键K1、与按键K1一端相连的电阻R13及电容C49,其中电阻R13的一端与MCU连接,C49的另一端与按键K1的另一端连接且接地;
所述存储子模块包括EEPROM电路及FLASH电路;其中所述EEPROM电路包括:EEPROM芯片U7、EEPROM芯片U7的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚及电容C46连接且接地,电容C46的另一端与EEPROM芯片U7的第八引脚相连且与3.3V电源DVCC连接,3.3V电源DVCC的第五引脚、第六引脚及第七引脚与MCU连接;所述FLASH电路包括FLASH芯片U8、FLASH芯片U8的第一引脚、第二引脚、第六引脚及第五引脚与MCU连接、FLASH芯片U8的第三引脚与3.3V电源DVCC连接、FLASH芯片U8的第八引脚与3.3V电源DVCC及电容C50连接;
所述指示单元子模块包括:3.3V电源DVCC 、LoRa指示灯LED1、电阻R14及MCU依次连接组成的第一LoRa指示灯组,3.3V电源DVCC 、LoRa指示灯LED2、电阻R15及MCU依次连接组成的第二LoRa指示灯组,、3.3V电源DVCC 、WIFI指示灯LED3、电阻R16及MCU依次连接组成的第一WIFI指示灯组,3.3V电源DVCC 、WIFI指示灯LED4、电阻R17及MCU依次连接组成的第二WIFI指示灯组,以及3.3V电源DVCC 、物联网通信模块指示灯LED6、电阻R18及MCU依次连接组成的物联网通信模块指示灯组;
所述调试子模块包括:SWD接口调试及调试串口,其中SWD接口调试包括JTAG1连接器,调试串口包括UART1连接器;
所述外置RTC子模块包括时钟芯片U6、与时钟芯片U6第二引脚相连的电阻R11、与时钟芯片U6第五引脚相连的电容C47及钽电容TC1、时钟芯片U6第五引脚及第六引脚相连、与时钟芯片U6第十三引脚相连的电阻R8、与时钟芯片U6第十引脚相连的电阻R12及电容C48,其中电阻R8及电阻R12相连、时钟芯片U6第七引脚、第八引脚及第九引脚接地;
MCU的第一引脚通过电容C27接地,其第五引脚与电阻R3、晶振Y2及电容C29相连,其第六引脚与电阻R3、晶振Y2及电容C30相连,其第七引脚通过电容C31接地,其第十二引脚与电容C35及电容C36相连,其第十三引脚与电容C35、电容C36及电阻R7相连,其第十八引脚与电容C38连接,其第十九引脚与电容C38连接,其第三十一引脚与电容C45连接,其第三十二引脚与电容C45连接,其第六十四引脚与电容C28连接,其第六十三引脚与电容C28连接,其第六十引脚与电阻R5及短接JP1连接,其第四十八引脚与电容C37连接,其第四十七引脚与电容C37连接。
需要说明的是,所述按键子模块一般可以包括一个一键复位按键,通过一键复位按键可以实现LoRaWAN协议通信转换器的复位;存储子模块中,EEPROM电路一般用于暂存及FLASH电路一般用于本地存储;指示单元子模块用于指示各模块的工作状态,例如LoRa通信子模块、WIFI通信子模块的工作状态;调试子模块一般用于对MCU进行测试及调试;外置RTC子模块用于提供时钟功能。
优选的,
所述物联网通信模块为有源RFID2.4G接收模块、有源RFID433M接收模块、ZigBee接收模块、蓝牙模块中的至少一种。
优选的,
所述物联网通信模块为由第一蓝牙子模块及第二蓝牙子模块组成的蓝牙模块;
所述第一蓝牙子模块包括蓝牙芯片M2、蓝牙芯片M2的三个引脚与MCU连接、以及蓝牙芯片M2的第一引脚与电容C43、电容C39、电容C40及磁珠FB3连接;
所述第二蓝牙子模块包括蓝牙芯片M3、蓝牙芯片M3的三个引脚与MCU连接、以及蓝牙芯片M3的第一引脚与电容C44、电容C41、电容C42及磁珠FB4连接。
需要说明的是,蓝牙模块可以仅包含一个蓝牙子模块,也可以包含不限于上述两个子模块,多个蓝牙子模块的设置是为了扩大蓝牙连接容量,在此处不做限定。下面以通过Beacon扫描的方式进行通信的过程,工作时:a、蓝牙Beacon广播数据上报流程,蓝牙Beacon扫描模块开启持续扫描接收空中的蓝牙Beacon的蓝牙广播数据,并将有效的广播数据通过UART口转发给MCU,MCU接收到该数据后,分别通过 FLASH 电路进行本地存储,同时该广播数据通过LoRaWAN方式发送给基站,LoRaWAN基站处理后统一传输到指定位置(LoRaWAN基站、数据平台如本地或基于网络的LoRaWAN服务端软件、邻近的基于LoRaWAN协议的通信装置等)进行数据处理。b、蓝牙终端连接数据传输流程描述:当LoRaWAN基站需要对蓝牙终端装置下面的蓝牙设备进行连接传输数据时,LoRaWAN基站将通过LoRaWAN无线方式发送启动链接命令给基于LoRaWAN协议的通信装置,基于LoRaWAN协议的通信装置中的MCU收到该命令后,通过 UART 串口控制蓝牙接收模块的蓝牙芯片对下面的蓝牙终端进行主动连接操作,到蓝牙接收模块与蓝牙终端连接成功后,将会把结果通过同样的UART口发回给MCU,MCU再转发给LoRaWAN基站,LoRaWAN基站处理后统一传输到指定位置(LoRaWAN基站、数据平台如本地或基于网络的LoRaWAN服务端软件、邻近的基于LoRaWAN协议的通信装置等)进行数据处理。当主站需要远程操作蓝牙设备时,将通过LoRaWAN接口发送给基于LoRaWAN协议的通信装置,基于LoRaWAN协议的通信装置中的MCU收到数据命令后将通过UART口发送给蓝牙接收模块,蓝牙接收模块将带转发的蓝牙数据通过蓝牙芯片的无线蓝牙硬件功能发送给蓝牙设备。上述蓝牙Beacon扫描模块及蓝牙接收模块可以均为第一蓝牙子模块。
上面介绍了本发明LoRaWAN协议通信转换器发实施例,下面介绍本发明LoRaWAN协议通信转换器的通信方法实施例,本发明LoRaWAN协议通信转换器的通信方法,用于上述的LoRaWAN协议通信转换器,包括:
接收信息时:
A1:接收至少一种物联网产品的通信数据;
应用场景中可能存在利用不同通信技术进行通信的物联网产品,例如蓝牙手环、RFID胸卡等。首先可以接收物联网产品的通信数据,不同物联网产品的通信数据可以分别存储在不同的储存空间,在此处不做限定。
A 2:从至少一种所述通信数据中提取有效上传数据,并将所有提取得到的至少一个所述有效上传数据根据LoRaWAN协议标准数据格式,封装成一个LoRaWAN协议标准数据;
接收到的通信数据,可能包含蓝牙数据、RFID数据及ZigBee数据等,需要首先对通信数据进行解释,进而提取通信数据中的有效上传数据,为提高通信效率,本发明创造性地将所有提取得到的至少一个有效上传数据根据LoRaWAN协议标准数据格式,封装成一个LoRaWAN协议标准数据,即可进行LoRaWAN传输。
A 3:将所述LoRaWAN协议标准数据发送至设定位置;
需要说明的是,在本步骤中,设定位置可以为LoRaWAN基站,也可以为具有数据处理功能的数据平台,还可以是用于接收各节点LoRaWAN协议标准数据的中心节点,在此处不做限定。
发送信息时:
B1:MCU接收到待传输的LoRaWAN协议标准数据;
接收到待传输的LoRaWAN协议标准数据,LoRaWAN协议标准数据里面可能包含多个不同物联网产品的通信数据。
B2:从所述LoRaWAN协议标准数据中提取有效下发数据及待传输的通信类型,并根据所述通信类型将所述有效下发数据发送至相应的物联网通信模块进行封装,得到与所述通信类型相匹配的通信数据;
提取得到有效下发数据及待传输的通信类型后,需要根据通信类型对有效下发数据进行分割,得到至少一个与通信类型相匹配的通信数据。
B3:将通信数据发送至物联网产品;
B4:将通信结果发送至所述MCU;
所述设定位置包括LoRaWAN基站、数据平台或邻近的基于LoRaWAN协议的通信装置;
所述数据平台为本地或基于网络的LoRaWAN服务端软件。
下面用一个具体实例来说明本发明LoRaWAN协议通信转换器的通信方法,智能监护系统是将医院HIS系统传输的病患人员信息用于该病患监护系统,病患信息通过ZigBee终端采集传递,与有源RFID433M手环进行病患绑定实现查阅或更新病历信息功能,与蓝牙定位手环进行绑定病患人员配合蓝牙定位信标实现定位功能,与蓝牙体温贴或者心电贴绑定实现对病患的体温或者心电进行实时监测。通过自多个交汇点部署LoRaWAN协议通信转换器,并可进行电子围栏设置,离开围栏报警、进入围栏报警等,且产生的报警信息进行记录。可查询病患人员定位产生的历史轨迹数据,可按日期时间等条件进行筛选查询。
优选的,
所述步骤A3包括
在满足传输信号要求的情况下,根据传输优先级,将所述LoRaWAN协议标准数据发送优先级别高的设定位置;
所述LoRaWAN基站、基于LoRaWAN协议的通信装置、数据平台的优先级依次递减。
在本发明实施例中,LoRaWAN协议标准数据可以发送至多个不同的设定位置,可以根据LoRaWAN基站、基于LoRaWAN协议的通信装置、数据平台的优先级依次递减的方式,将LoRaWAN协议标准数据发送优先级别高的设定位置。
优选的,
所述物联网通信模块为蓝牙模块;
其中所述蓝牙接收模块包含采用蓝牙点对点配对协议和/或点对多广播协议两种方式;
若采用蓝牙配对协议,接收信息时:
接收信息时:
蓝牙接收模块主动发起通信连接,并接收通过验证且建立连接的蓝牙终端的蓝牙数据;
从所述蓝牙数据中提取有效上传数据,并将所有提取得到的至少一个所述有效上传数据根据LoRaWAN协议标准数据格式,封装成一个LoRaWAN协议标准数据;
将所述LoRaWAN协议标准数据通过LoRa通信子模块或WIFI通信子模块发送至设定位置,其中若WIFI通信子模块处于正常联网状态则通过WIFI通信子模块将所述LoRaWAN协议标准数据发送至设定位置,否则查询LoRa通信子模块是否处于正常联网状态,若是则通过LoRa通信子模块将所述LoRaWAN协议标准数据发送至设定位置,否则将LoRaWAN协议标准数据存储在存储子模块;
发送信息时:
MCU接收到待传输的LoRaWAN协议标准数据;
从所述LoRaWAN协议标准数据中提取有效下发数据,并根据所述通信类型将所述有效下发数据发送至蓝牙发送模块进行封装,得到蓝牙发送数据;
根据所述蓝牙发送数据,向指定的蓝牙终端发起通信连接,并在通过验证且建立连接后将蓝牙数据发送至所述蓝牙终端;
将通信结果发送至所述MCU。
在本发明实施例中,LoRa通信子模块为使用LoRaWAN协议进行传输的模块,且在传输时,若WIFI通信子模块处于正常联网状态则优先使用WIFI通信子模块进行传输,尔后再使用LoRa通信子模块进行传输,这样做主要是便于信息的归集。
优选的,
所述蓝牙接收模块采用蓝牙配对协议;
所述蓝牙接收模块内设置白名单,在所述白名单内的蓝牙终端,命名为白名单蓝牙终端;
蓝牙接收模块采用免配对与所述白名单蓝牙终端直接连接方式。
白名单包括ABC三种模式,具体如下:
A添加蓝牙终端白名单如下
添加 MAC 地址白名单
1、 过滤模式:0、MAC 地址;
2、 数量:表示当前需要添加白名单的个数 N;
3、 BLE 单个白名单信息(格式见表格 4):
BLE 单个白名单信息
1、蓝牙类型:0,不使用;1,用于广播节点过滤;2,用于可连接节点过滤
2、MAC: 6 字节的蓝牙设备地址;
3、配对码:字符串格式\0 结束,在不存在配对码的设备该处只有一个字节\0。
添加名称方式过滤白名单
1、 过滤模式:1、名称方式过滤
蓝牙类型:0,不使用;1,用于广播节点过滤;2,用于可连接节点过滤
名称:为字符串格式,支持”*”号方式匹配,1 个“*“代表一个字母,每个名称以’\0’作为结束标识。
最多支持 5 个名称,每个最长 26 个字节,每次执行清除以前所有,从第一条覆盖保存
添加特定数据格式方式过滤白名单
1、 过滤模式:2、特定数据格式过滤
特定数据格式
长度:表示 DataIndex+data 的数据长度
蓝牙类型:0,不使用;1,用于广播节点过滤;2,用于可连接节点过滤DataIndex:从第一个字节开始的索引
data:筛选数据内容
最多支持 5 串,每个最长 16 个字节,每次下发清除以前所有,从第一条覆盖
例如如果为广播节点,广播数据为 00 42 47 58 58 12 34 56 78 90 Bletype =1;
长度 = 5
DataIndex = 1
Data= 42 47 58 58
就可匹配以上广播数据
B删除蓝牙连接白名单:
1、 数量:表示当前需要删除白名单的个数 N;
2、 MAC:6 字节的蓝牙设备地址
C读取/清空所有白名单:
数据长度;
当为读类型时,返回当前的所有白名单,格式见表格;下行数据
上行数据
模式:0、MAC 地址,1、名称方式过滤,2、特定数据格式过滤
总数量:过滤方式有效参数的总数量。
读取数量:当前读取的数据数量
起始:读取位置数
数据:在 2.2.1 中除去过滤模式和数量这两个字节以外的对应模式的数据
当为写类型时,数据长度为 0,无数据,清空所有白名单,成功数据发回 1,失败返回0。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
Claims (8)
1.一种LoRaWAN协议通信转换器,其特征在于,包括:至少两个物联网通信模块、LoRaWAN电路模块及外壳;
所述外壳上设置有供所述物联网通信模块可插拔安装的安装位;
所述LoRaWAN电路模块设置在所述外壳内;
所述物联网通信模块安装在所述安装位上,且通过通用异步收发传输器(UniversalAsynchronous Receiver Transmitter,UART)与所述LoRaWAN电路模块电连接;
所述LoRaWAN电路模块包括MCU,及所述MCU连接的电源子模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块,其中所述MCU用于实现物联网通信模块、LoRa通信子模块及WIFI通信子模块之间的通信,所述电源子模块用于向所述MCU供电;
所述电源子模块包括3.8V电源组件及3.3V电源组件,其中所述3.8V电源组件向所述3.3 V电源组件提供3.8V直流电压;
所述3.8V电源组件包括:开关电源U1、与开关电源U1的N脚依次连接的电阻R10及保险F1、与开关电源U1的L脚依次连接电阻R19、热敏电阻RT1、与热敏电阻RT1两端分别连接的压敏电阻RV1及电容C7、开关电源U1的电源正极及电源负极之间依次并联电解电容EC1、电容C9及瞬态二极管DT1,其中压敏电阻RV1及电容C7不与热敏电阻RT1连接的一端连接并在电阻R10及保险F1之间,开关电源U1的电源正极输入3.8V直流电压;
所述3.3V电源组件包括:稳压器U4、与稳压器U4输入端相连的电容C18、稳压器U4输出端及接地端之间依次并联电容C19、电容C20及电解电容EC2,其中电容C18的一端与所述3.8V电源组件的电压输出端及稳压器U4输入端相连,其另一端接地,稳压器U4输出端输出3.3V直流电压;
所述LoRa通信子模块包括:LoRa芯片U3、与LoRa芯片U3第一引脚连接的磁珠FB1、电容C5及电容C6、与LoRa芯片U3第三引脚连接的晶振Y1及电容C13、与LoRa芯片U3第四引脚连接的晶振Y1及电容C21、与LoRa芯片U3第七引脚连接的电感L5及电容C24、与LoRa芯片U3第九引脚连接的电感L5、与LoRa芯片U3第十引脚连接的3.3V电源DVCC、与LoRa芯片U3第十一引脚连接的电容C25、与LoRa芯片U3第十二引脚连接的电阻R9、与LoRa芯片U3第二十四引脚连接的电容C1、电容C2及电感L2、与LoRa芯片U3第二十三引脚连接的电感L2及电容C11、与电容C11的一端与电容C4、电容C14及电感L4连接、电容C4与电感L4并联且一端与电感L3及电容C15连接、电感L3另一端与电容C10连接、电容C10的另一端与电容C12及射频开关U2的第一引脚连接、射频开关U2的第六引脚通过电容C3接地、射频开关U2的第五引脚通过电容C16与LoRa天线及二极管ESD1连接、射频开关U2的第四引脚通过电容C17接地、与LoRa芯片U3第二十二引脚连接的电容C22及电感L6、电容C22的另一端与电容C23及射频开关U2的第五引脚相连、与LoRa芯片U3第二十一引脚连接的电感L6及电容C26,其中电容C5及电容C6并联,电容C13及电容C21相连并接地,电容C24的一端与电感L5连接且另一端接地,电容C14、电容C15、电容C12、电容C26、电容C23及二极管ESD1的一端接地,LoRa芯片U3的七个通信引脚与MCU相连;
所述WIFI通信子模块包括:WIFi芯片M1、WIFi芯片M1的第一引脚与MCU及电阻R1连接、WIFi芯片M1的第三引脚与电阻R2连接、WIFi芯片M1的第八引脚与电容C32、电容C33、电容C34及磁珠FB2连接、WIFi芯片M1的第二十二引脚、第二十一引脚及第十八引脚与MCU相连、WIFi芯片M1的第十七引脚与电阻R4相连、WIFi芯片M1的第十六引脚通过电阻R6接地,其中电容C32、电容C33及电容C34并联且一端接地。
2.根据权利要求1所述的LoRaWAN协议通信转换器,其特征在于,所述LoRaWAN电路模块还包括与MCU连接的按键子模块、存储子模块、指示单元子模块、调试子模块及外置RTC子模块;
所述按键子模块包括按键K1、与按键K1一端相连的电阻R13及电容C49,其中电阻R13的一端与MCU连接,C49的另一端与按键K1的另一端连接且接地;
所述存储子模块包括EEPROM电路及FLASH电路;其中所述EEPROM电路包括:EEPROM芯片U7、EEPROM芯片U7的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚及电容C46连接且接地,电容C46的另一端与EEPROM芯片U7的第八引脚相连且与3.3V电源DVCC连接,3.3V电源DVCC的第五引脚、第六引脚及第七引脚与MCU连接;所述FLASH电路包括FLASH芯片U8、FLASH芯片U8的第一引脚、第二引脚、第六引脚及第五引脚与MCU连接、FLASH芯片U8的第三引脚与3.3V电源DVCC连接、FLASH芯片U8的第八引脚与3.3V电源DVCC及电容C50连接;
所述指示单元子模块包括:3.3V电源DVCC 、LoRa指示灯LED1、电阻R14及MCU依次连接组成的第一LoRa指示灯组,3.3V电源DVCC 、LoRa指示灯LED2、电阻R15及MCU依次连接组成的第二LoRa指示灯组,3.3V电源DVCC 、WIFI指示灯LED3、电阻R16及MCU依次连接组成的第一WIFI指示灯组,3.3V电源DVCC 、WIFI指示灯LED4、电阻R17及MCU依次连接组成的第二WIFI指示灯组,以及3.3V电源DVCC 、物联网通信模块指示灯LED6、电阻R18及MCU依次连接组成的物联网通信模块指示灯组;
所述调试子模块包括:SWD接口调试及调试串口,其中SWD接口调试包括JTAG1连接器,调试串口包括UART1连接器;
所述外置RTC子模块包括时钟芯片U6、与时钟芯片U6第二引脚相连的电阻R11、与时钟芯片U6第五引脚相连的电容C47及钽电容TC1、时钟芯片U6第五引脚及第六引脚相连、与时钟芯片U6第十三引脚相连的电阻R8、与时钟芯片U6第十引脚相连的电阻R12及电容C48,其中电阻R8及电阻R12相连、时钟芯片U6第七引脚、第八引脚及第九引脚接地;
MCU的第一引脚通过电容C27接地,其第五引脚与电阻R3、晶振Y2及电容C29相连,其第六引脚与电阻R3、晶振Y2及电容C30相连,其第七引脚通过电容C31接地,其第十二引脚与电容C35及电容C36相连,其第十三引脚与电容C35、电容C36及电阻R7相连,其第十八引脚与电容C38连接,其第十九引脚与电容C38连接,其第三十一引脚与电容C45连接,其第三十二引脚与电容C45连接,其第六十四引脚与电容C28连接,其第六十三引脚与电容C28连接,其第六十引脚与电阻R5及短接JP1连接,其第四十八引脚与电容C37连接,其第四十七引脚与电容C37连接。
3.根据权利要求2所述的LoRaWAN协议通信转换器,其特征在于,所述物联网通信模块为有源RFID2.4G接收模块、有源RFID433M接收模块、ZigBee接收模块、蓝牙模块中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的LoRaWAN协议通信转换器,其特征在于,所述物联网通信模块为由第一蓝牙子模块及第二蓝牙子模块组成的蓝牙模块;
所述第一蓝牙子模块包括蓝牙芯片M2、蓝牙芯片M2的三个引脚与MCU连接、以及蓝牙芯片M2的第一引脚与电容C43、电容C39、电容C40及磁珠FB3连接;
所述第二蓝牙子模块包括蓝牙芯片M3、蓝牙芯片M3的三个引脚与MCU连接、以及蓝牙芯片M3的第一引脚与电容C44、电容C41、电容C42及磁珠FB4连接。
5.一种LoRaWAN协议通信转换器的通信方法,其特征在于,基于权利要求1至4中任一项所述的LoRaWAN协议通信转换器,包括:
接收信息时:
A1:接收至少一种物联网产品的通信数据;
A2:从至少一种所述通信数据中提取有效上传数据,并将所有提取得到的至少一个所述有效上传数据根据LoRaWAN协议标准数据格式,封装成一个LoRaWAN协议标准数据;
A3:将所述LoRaWAN协议标准数据发送至设定位置;
发送信息时:
B1:MCU接收到待传输的LoRaWAN协议标准数据;
B2:从所述LoRaWAN协议标准数据中提取有效下发数据及待传输的通信类型,并根据所述通信类型将所述有效下发数据发送至相应的物联网通信模块进行封装,得到与所述通信类型相匹配的通信数据;
B3:将通信数据发送至物联网产品;
B4:将通信结果发送至所述MCU;
所述设定位置包括LoRaWAN基站、数据平台或邻近的基于LoRaWAN协议的通信装置;
所述数据平台为本地或基于网络的LoRaWAN服务端软件。
6.根据权利要求5所述的LoRaWAN协议通信转换器的通信方法,其特征在于,所述步骤A3包括
在满足传输信号要求的情况下,根据传输优先级,将所述LoRaWAN协议标准数据发送优先级别高的设定位置;
所述LoRaWAN基站、基于LoRaWAN协议的通信装置、数据平台的优先级依次递减。
7.根据权利要求5或6所述的LoRaWAN协议通信转换器的通信方法,其特征在于,所述物联网通信模块为蓝牙模块;
其中所述蓝牙接收模块包含采用蓝牙点对点配对协议和/或点对多广播协议两种方式;
若采用蓝牙配对协议,接收信息时:
接收信息时:
蓝牙接收模块主动发起通信连接,并接收通过验证且建立连接的蓝牙终端的蓝牙数据;
从所述蓝牙数据中提取有效上传数据,并将所有提取得到的至少一个所述有效上传数据根据LoRaWAN协议标准数据格式,封装成一个LoRaWAN协议标准数据;
将所述LoRaWAN协议标准数据通过LoRa通信子模块或WIFI通信子模块发送至设定位置,其中若WIFI通信子模块处于正常联网状态则通过WIFI通信子模块将所述LoRaWAN协议标准数据发送至设定位置,否则查询LoRa通信子模块是否处于正常联网状态,若是则通过LoRa通信子模块将所述LoRaWAN协议标准数据发送至设定位置,否则将LoRaWAN协议标准数据存储在存储子模块;
发送信息时:
MCU接收到待传输的LoRaWAN协议标准数据;
从所述LoRaWAN协议标准数据中提取有效下发数据,并根据所述通信类型将所述有效下发数据发送至蓝牙发送模块进行封装,得到蓝牙发送数据;
根据所述蓝牙发送数据,向指定的蓝牙终端发起通信连接,并在通过验证且建立连接后将蓝牙数据发送至所述蓝牙终端;
将通信结果发送至所述MCU。
8.根据权利要求7所述的LoRaWAN协议通信转换器的通信方法,其特征在于,
所述蓝牙接收模块采用蓝牙配对协议;
所述蓝牙接收模块内设置白名单,在所述白名单内的蓝牙终端,命名为白名单蓝牙终端;
蓝牙接收模块采用免配对与所述白名单蓝牙终端直接连接方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111681504.0A CN114500677B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111681504.0A CN114500677B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114500677A CN114500677A (zh) | 2022-05-13 |
CN114500677B true CN114500677B (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=81509914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111681504.0A Active CN114500677B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114500677B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109495233A (zh) * | 2018-05-24 | 2019-03-19 | 杭州盈飞驰科技有限公司 | 一种基于LoRaWAN协议的高效数据采集系统及控制方法 |
CN110099066A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-06 | 广东信尚安物联科技有限公司 | 基于LoRaWAN协议的通信方法、装置及系统 |
CN111076762A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 湖南景程电子科技有限公司 | 一种无线电子仪表配置集成系统 |
CN212811692U (zh) * | 2020-08-13 | 2021-03-26 | 利尔达科技集团股份有限公司 | 一种支持Wi-SUN协议的高性能无线收发器 |
CN113794737A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-14 | 深圳弘星智联科技有限公司 | 一种非标准终端节点设备数据交互系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102064369B1 (ko) * | 2016-11-22 | 2020-02-11 | 주식회사 아모센스 | 조명 제어 장치 및 이를 포함하는 조명 장치 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111681504.0A patent/CN114500677B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109495233A (zh) * | 2018-05-24 | 2019-03-19 | 杭州盈飞驰科技有限公司 | 一种基于LoRaWAN协议的高效数据采集系统及控制方法 |
CN110099066A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-06 | 广东信尚安物联科技有限公司 | 基于LoRaWAN协议的通信方法、装置及系统 |
CN111076762A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 湖南景程电子科技有限公司 | 一种无线电子仪表配置集成系统 |
CN212811692U (zh) * | 2020-08-13 | 2021-03-26 | 利尔达科技集团股份有限公司 | 一种支持Wi-SUN协议的高性能无线收发器 |
CN113794737A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-14 | 深圳弘星智联科技有限公司 | 一种非标准终端节点设备数据交互系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114500677A (zh) | 2022-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104166384B (zh) | 一种家电互联互通底层传输的方法及专用装置 | |
CN201130952Y (zh) | 一种基于ZigBee技术的数字化社区家居智能控制系统 | |
CN109212983A (zh) | 智能家居控制方法、网关设备以及智能家居控制系统 | |
CN203070050U (zh) | 基于ZigBee无线通讯协议的物联网智能家居系统 | |
CN103019181A (zh) | 基于ZigBee无线通讯协议的物联网智能家居系统 | |
CN112134638B (zh) | 一种物联网与应急广播同步部署系统及其方法 | |
CN101694585A (zh) | 一种实现远程监护的装置和方法 | |
CN114500677B (zh) | 一种LoRaWAN协议通信转换器及其通信方法 | |
CN208240198U (zh) | 车牌识别设备 | |
CN110099066A (zh) | 基于LoRaWAN协议的通信方法、装置及系统 | |
CN212727039U (zh) | 一种物联网与应急广播融合传输系统 | |
CN211555008U (zh) | 智能巡更系统 | |
CN107396462A (zh) | 家庭网关装置 | |
CN107566447A (zh) | 一种安全管理方法及物联网服务器 | |
CN211183988U (zh) | 一种新型plc无线网关装置 | |
CN209659633U (zh) | 一种多功能便携单兵通信装置及单兵侦察指挥系统 | |
CN102281584A (zh) | 一种物联网能力的实现方法及系统 | |
CN102801903A (zh) | 一种具有射频网关功能的网络摄像机 | |
CN102170375A (zh) | 通信对端配置信息获取方法、装置、系统及节点设备 | |
CN208890822U (zh) | 一种具有安全识别的rfid电子配线架系统 | |
CN210377919U (zh) | 一种LoRa实训实验箱 | |
CN107257370A (zh) | 一种数据采集系统和数据处理方法 | |
CN102843386B (zh) | 一种配电网线路故障指示器用的射频通信模块及其应用 | |
CN106302141A (zh) | 智慧水务物联网系统的物联网智能网关 | |
CN207623716U (zh) | 一种车联网的新能源汽车监控终端及系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |