CN205983798U - 基于LoRa无线模块的传感器采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于LoRa无线模块的传感器采集装置，包括第一微处理器、第二微处理器、第三微处理器、LoRa射频芯片、天线、传感器采集模块、传感器接口、电池，第二微处理器、第三微处理器分别与第一微处理器连接，LoRa射频芯片与第三微处理器连接，天线与LoRa射频芯片连接，传感器接口通过传感器采集模块与第二微处理器连接，电池与第一微处理器连接，用于提供工作电压。本实用新型通过多个微处理器运用，实现不同处理器的功能分工及休眠机制，并结合LoRa无线技术的应用，解决了传感器野外自动测量、低功耗及远程传输的问题，具有可靠性高、无人值守的特点。

Description

基于LoRa无线模块的传感器采集装置

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，具体是一种基于LoRa无线模块的传感器采集装置。

背景技术

LoRa技术是一种基于扩频调制技术的无线通讯技术，用于建立长距离通信链路，相比于传统的ZigBee技术，具有传输距离远、发射功耗低、抗干扰性强等特点，环境监测、工业控制等领域已在逐步推广应用。尽管LoRa无线模块已逐步应用于无线传感网络中，但现有的基于LoRa技术的监测装置却不能直接应用于野外岩土工程的监测，不能较好地解决野外岩土工程传感器数据低功耗采集及远距离传输的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于LoRa无线模块的传感器采集装置，通过多个微处理器运用，实现不同处理器的功能分工及休眠机制，并结合LoRa无线技术的应用，解决了传感器野外自动测量、低功耗及远程传输的问题，具有可靠性高、无人值守的特点。

一种基于LoRa无线模块的传感器采集装置，包括第一微处理器、第二微处理器、第三微处理器、LoRa射频芯片、天线、传感器采集模块、传感器接口、电池，第二微处理器、第三微处理器分别与第一微处理器连接，LoRa射频芯片与第三微处理器连接，天线与LoRa射频芯片连接，传感器接口通过传感器采集模块与第二微处理器连接，电池与第一微处理器连接，用于提供工作电压。

进一步的，所述第一微处理器包括休眠控制单元及与休眠控制单元连接的数据帧分析单元，休眠控制单元分别与第二微处理器、第三微处理器连接，休眠控制单元用于控制数据帧分析单元及第二微处理器、第三微处理器的休眠机制，使不需要工作的微处理器及连接的模块在不需要工作的情况下，处于断电或休眠状态，数据帧分析单元用于按照通信协议解析并发送第二微处理器、第三微处理器传送的数据帧。

进一步的，所述第二微处理器包括控制单元和与控制单元连接的数据处理单元，控制单元与传感器采集模块连接，控制单元用于发送控制指令给传感器采集模块以采集传感器信号，数据处理单元用于收集及处理传感器采集模块采集的传感器信号。

进一步的，所述传感器采集模块为差阻式传感器采集模块、振弦式传感器采集模块、电压电流量传感器采集模块或RS485式传感器采集模块。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型外形小巧，配备防水外壳，可灵活机动的布置到指定的测量地点，且通过LoRa无线技术与其他终端设备通信，解决了野外工程部分地点不方便布线的问题。

2、本实用新型通过选择低功耗的微处理器及芯片，在硬件上减少能量消耗。

3、本实用新型通过多处理器的分工运作及休眠机制，实现装置的低功耗。

4、本实用新型通过多处理器的分工机制，通过装置的功能模块化，本装置可在替换其他传感器采集模块时，不更改其他模块的设计，增加装置在工程上应用的广泛性。

5、本实用新型可根据仪器布点的环境，可选择高功率的不可充电池，或者选择高容量的充电电池及太阳能板，减少装置电池更换次数及维护成本。

附图说明

图1是本实用新型基于LoRa无线模块的传感器采集装置的电路结构示意图；

图2是本实用新型中第一微处理器的电路结构示意图；

图3是本实用新型中第二微处理器的电路结构示意图。

图中：1—第一微处理器，2—第二微处理器，3—第三微处理器，4—LoRa射频芯片，5—天线，6—传感器采集模块，7—传感器接口，8—电池，11—休眠控制单元，12—数据帧分析单元，21—控制单元，22—数据处理单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示为本实用新型基于LoRa无线模块的传感器采集装置的电路结构示意图，所述基于LoRa无线模块的传感器采集装置包括第一微处理器1、第二微处理器2、第三微处理器3、LoRa射频芯片4、天线5、传感器采集模块6、传感器接口7、电池8，第二微处理器2、第三微处理器3分别与第一微处理器1连接，LoRa射频芯片4与第三微处理器3连接，天线5与LoRa射频芯片4连接，用于数据的远程通信,传感器接口7通过传感器采集模块6与第二微处理器2连接，电池8与第一微处理器1连接，用于提供工作电压。

第一微处理器1、第二微处理器2、第三微处理器3都使用低功耗的微处理器，三个处理器的模块化设计可实现装置的通用性，每种传感器的采集不仅需要采集电路，还需要微处理器进行信号控制、滤波、采样、AD转换等信号处理，本实用新型明涉及的第二微处理器2与传感器采集模块6可根据不同传感器的采集需求需求进行置换，这样在置换成其他传感器时，不需要改动第一微处理器1、第三微处理器3的程序及其外围电路；本实用新型涉及的第三微处理器3、LoRa射频芯片4、天线5，可根据LoRa无线技术的升级，更换其他芯片，编写其他通信协议，不需要改动第一微处理器1、第二微处理器2的程序及其外围电路。第一微处理器1作为整个装置的主控制芯片，可按照整个通信网络的通信方法，设计不同的省电策略，使不需要工作的微处理器及连接的模块在不需要工作的情况下，处于断电或休眠状态。

请参考图2，所述第一微处理器1包括休眠控制单元11及与休眠控制单元11连接的数据帧分析单元12，休眠控制单元11分别与第二微处理器2、第三微处理器3连接，休眠控制单元11用于控制数据帧分析单元12及第二微处理器2、第三微处理器3的休眠机制，使不需要工作的微处理器及连接的模块在不需要工作的情况下，处于断电或休眠状态，以确保最大程度的节省电量消耗，休眠控制单元11通过定时器及中断的设置，用于整个装置的时间控制；数据帧分析单元12用于按照通信协议解析并发送第二微处理器2、第三微处理器3传送的数据帧。

请参考图3，所述第二微处理器2包括控制单元21和与控制单元21连接的数据处理单元22，控制单元21与传感器采集模块6连接，控制单元用于21发送控制指令给传感器采集模块6以采集传感器信号，数据处理单元22用于收集及处理传感器采集模块6采集的传感器信号，传感器采集模块6可根据不同的传感器类型，更换不同的模块，例如，可置换为差阻式传感器采集模块、振弦式传感器采集模块、电压电流量传感器采集模块、RS485式传感器采集模块等传感器采集模块。

所述第三微处理器3用于驱动LoRa射频芯片4，LoRa射频芯片4可采用SX127x系列芯片。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于LoRa无线模块的传感器采集装置，其特征在于：包括第一微处理器(1)、第二微处理器(2)、第三微处理器(3)、LoRa射频芯片(4)、天线(5)、传感器采集模块(6)、传感器接口(7)、电池(8)，第二微处理器(2)、第三微处理器(3)分别与第一微处理器(1)连接，LoRa射频芯片(4)与第三微处理器(3)连接，天线(5)与LoRa射频芯片(4)连接，传感器接口(7)通过传感器采集模块(6)与第二微处理器(2)连接，电池(8)与第一微处理器(1)连接，用于提供工作电压。

2.如权利要求1所述的基于LoRa无线模块的传感器采集装置，其特征在于：所述第一微处理器(1)包括休眠控制单元(11)及与休眠控制单元(11)连接的数据帧分析单元(12)，休眠控制单元(11)分别与第二微处理器(2)、第三微处理器(3)连接，休眠控制单元(11)用于控制数据帧分析单元(12)及第二微处理器(2)、第三微处理器(3)的休眠机制，使不需要工作的微处理器及连接的模块在不需要工作的情况下，处于断电或休眠状态，数据帧分析单元(12)用于按照通信协议解析并发送第二微处理器(2)、第三微处理器(3)传送的数据帧。

3.如权利要求1所述的基于LoRa无线模块的传感器采集装置，其特征在于：所述第二微处理器(2)包括控制单元(21)和与控制单元(21)连接的数据处理单元(22)，控制单元(21)与传感器采集模块(6)连接，控制单元(21)用于发送控制指令给传感器采集模块(6)以采集传感器信号，数据处理单元(22)用于收集及处理传感器采集模块(6)采集的传感器信号。

4.如权利要求1所述的基于LoRa无线模块的传感器采集装置，其特征在于：所述传感器采集模块(6)为差阻式传感器采集模块、振弦式传感器采集模块、电压电流量传感器采集模块或RS485式传感器采集模块。