CN206728056U - 一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置 - Google Patents

Abstract

一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置，包括若干台LoRa网关路由器、定向传呼管理主机、手机基站、定向传呼管理用户、若干个已部署的定向传呼及LoRa通信装置。其中，部署整个部署区域内的若干个定向传呼及LoRa通信装置，包括控制模块、按钮输入模块、LoRa通信模块、电源模块、语音提示模块。本实用新型的技术效果是：既结构简单、又经济实用地实现了基于LoRa物联网传输技术的定向传呼的功能，能满足低成本大规模的部署，又能应用在长距离和低功耗的场景。

Description

一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置

技术领域

本实用新型涉及一种传呼装置，具体涉及一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置。

背景技术

传呼机作为手机之前比较通行的通讯工具，也叫BP机。1983年，中国内地市场第一家寻呼台落户上海，标志着传呼机正式进入中国消费电子市场。作为新生的通讯载体，传呼机就像炙手可热的香饽饽，一夜间爆红，并在随后的十年时间里，风靡大街小巷，走进千家万户。华旅、万声、国信、亚太、新华和远望这些寻呼台先后成立，并且开始频繁地出现在公众的视野中。

BP机有人工汇接和自动汇接两种方式，对应的寻呼台称为人工寻呼台和自动寻呼台。人工寻呼台需要人工操作把这些信息编码经过发射机发出信号。自动寻呼台根据来电话的线路号，自动查出寻呼人的电话号码并同时发送出去，被寻呼人知道是哪部电话寻呼的。经常使用的寻呼机分为两类：数字寻呼机和中文寻呼机。数字寻呼机小巧、价格低、实用。中文寻呼机直接显示汉字，信息容易识别。

早期的手机无论是便携性还是价格，和传呼机均无法相提并论，一直被传呼机压制而处于竞争的下风。但是随着整体工业设计水平的提高和市场竞争的激烈，手机的便携性和价格优势越来越明显。更为重要的是，手机通信属于更为直接地点对点连接，不需要像寻呼台这样的中间媒介。综合下来，手机因为通讯的时效性、设备的便携性和价格优势，在与传呼机的竞争中胜出，传呼机也就开始走下神坛，脱离用户的视线，逐渐走进人们的记忆中。至此，传呼机在中国市场的常态化运营最终落下帷幕。

尽管在数字无线电对讲机、商用数字移动电话网络如此发达的今天，仍然在亚马逊西雅图、北美消防部门等大规模使用传呼机，具体有以下几个原因：第一是设备成本问题。对于北美消防部门，目前装备的 MOTOROLA 数字对讲机终端 APX 7000（不含配件）报价为 2700+美元一台，即使是早些年的稍老型号 XTS 2500 报价也在 1200 美元左右。而MOTOROLA Minitor VI pager 报价为 400 美元，给消防员配备对讲机会导致运行成本大增；第二是商业移动电话网络的脆弱性。手机网络需要基站，以及基站与运营商机房之间的连接如光纤等才能运行。在自然灾害与其他大规模紧急事件发生时，基站被破坏以及公众对移动电话的使用量剧增会导致通讯阻塞而瘫痪；第三是传呼机的易用性强。传呼机相对于对讲机，轻便易携带；第四，容错性强。如果使用手机待命，手机短信，社交软件提醒等会降低警惕性而造成延误。传呼机专机专用，使任务待命达到完全响应状态；第五，传呼机相对于民用级别的移动电话和其他设备，容易满足防爆级别要求；第六，传呼机适应性及抗干扰性，在强干扰及受屏蔽等条件下，窄带通讯很容易显现出优势。在被干扰产生的背噪条件下，人耳分辨出语音的机率要比电子设备在同等背噪条件下识别电子码音要低很多；第七：传呼机具有待机强，供电可靠，自我运营等特点。

当前已经有为数众多的技术方案为用户提供定向传呼装置，但是它们仍然有改进之处。1992年国家知识产权局公布的由株式会社A·M·O·申报，中国专利号为92105121.2《话音传呼机》的专利，公开了一种话音传呼机，可以及时听到主叫单位或主叫人的话音数据。然而，该专利仅通过电话网络系统进行传呼，不支持远距离无线相连，无法实时地远程发出传呼信号。1999年国家知识产权局公布的由索尼公司申报，中国专利号为99800283.6《定向传呼器》的专利，公开了一种无线传呼装置，将接收到信息通知使用者，在显示装置上显示信息的接收，或发出收信的铃声。然而，该专利尽管使用的是无线传呼，但实际上使用的是已经淘汰的BP机系统。2010年国家知识产权局公布的由宏达国际电子股份有限公司申报，中国专利号为201010294531.8《处理传呼的方法》的专利，公开了一种用于无线通讯系统的移动装置中处理传呼的方法。然而，该专利借助通讯运营商提供的3G通讯技术的信道，将导致因使用通讯运营商的无线网络存在流量费用导致运营成本过高。2014年国家知识产权局公布的由杨光申报，中国专利号为201410520100.7《一种电梯传呼控制装置》的专利，公开了一种结构简单、提高安全性且限制非法乘坐电梯的外挂式呼叫电梯控制装置，仅仅提及“IC卡呼梯控制器”和“电梯控制系统”概念，却没有给出“IC卡呼梯控制器”和“电梯控制系统”的具体解决方案。2015年国家知识产权局公布的由常州艾瑞特电子有限公司申报，中国专利号为201510384853.4《多功能医用传呼器》的专利，公开了一种多功能医用传呼器，设有信号天线和传呼显示灯，却没有给出“无线传呼”的具体解决方案。

随着物联网技术的出现，我们可以将各种设备连接在一起实现设备间的连接和协同、全方位的信息交互功能，驱动智慧生活的架构向着连接和协同方向前进。其中，LoRa作为物联网中的一种低功耗广域网通信技术，是美国Semtech公司推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，为用户提供了免牌照频段、远距离、长电池寿命、大容量的无线通信系统。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是现有技术存在的、或通过电话网络系统进行传呼；或使用已经淘汰的无线传呼系统；或借助通讯运营商提供的3G通讯技术的信道，将导致因使用通讯运营商的无线网络存在流量费用导致运营成本过高；或没有给出“IC卡呼梯控制器”和“电梯控制系统”的具体解决方案；或没有给出“无线传呼”的具体解决方案，即现有技术的共性技术问题是：定向传呼的数据传输方案或借助现有电话网络系统、或借助已经淘汰的无线传呼系统、或借助局域网的2.4GHz的WIFI、蓝牙、ZigBee等无线技术，或借助广域网的2G、3G、4G、5G等无线技术来进行，导致解决方案必须在便捷部署、远距离、运营成本和低功耗等方面进行平衡选择等不足。

本实用新型提供了一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置，既能实现低成本大规模的部署，又能应用在长距离和低功耗的场景，既结构简单、又经济实用。为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思如下。

一、数据传输采用LoRa物联网传输技术。LoRa技术相比现有局域网的2.4GHz的WIFI、蓝牙、ZigBee等无线技术，广域网的2G、3G、4G、5G等无线技术，具有远距离，低功耗、多节点、低成本的特点，无需在远距离和低功耗两者之间进行平衡选择，做到了两者皆可兼顾，最大程度地实现了更长距离通信和更低功耗。尽管LoRa技术的数据速率较低，但却延长了电池的寿命、增加了网络的容量、增强了建筑物的穿透力。LoRa的上述技术特点更适合于低成本大规模的物联网部署。

二、在定向传呼装置部署区域的中心点架设一台LoRa网关路由器，即可覆盖半径为15公里的区域范围；若部署区域半径超过15公里，则通过分布式架设多台LoRa网关路由器协同工作。

三、在定向传呼管理主机的定向传呼管理数据库中，存储所有已部署的定向传呼及LoRa通信装置的五元组信息（定向传呼及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼编码、定向传呼及LoRa通信装置的部署位置、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼管理用户、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼预留信息）。

根据上述的实用新型构思，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置，其特征是它包括若干台LoRa网关路由器、定向传呼管理主机、手机基站、定向传呼管理用户、若干个已部署的定向传呼及LoRa通信装置。

所述的LoRa网关路由器，是覆盖整个部署区域的，单台LoRa网关路由器或者分布式协同工作的多台LoRa网关路由器。

所述的定向传呼管理主机，是设有定向传呼管理数据库的定向传呼管理主机；其中，定向传呼管理数据库存储所有已部署的定向传呼及LoRa通信装置的五元组信息（定向传呼及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼编码、定向传呼及LoRa通信装置的部署位置、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼管理用户、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼预留信息）；定向传呼及LoRa通信装置通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路连接定向传呼管理主机，上传用户输入的定向传呼编码及时间点信息；定向传呼管理主机以LoRa芯片ID信息和定向传呼编码为关键字搜索定向传呼管理数据库，匹配得到相应的定向传呼及LoRa通信装置的五元组信息（定向传呼及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼编码、定向传呼及LoRa通信装置的部署位置、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼管理用户、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼预留信息），读取五元组信息中的定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼管理用户信息、定向传呼及LoRa通信装置的部署位置信息作为定向传呼位置信息、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼预留信息作为定向传呼留言信息；定向传呼管理主机形成定向传呼记录四元组信息（定向传呼时间点、定向传呼位置信息、定向传呼管理用户、定向传呼留言信息），记录在定向传呼管理数据库；定向传呼管理主机通过手机基站，以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种方式进行信息传输，实时向定向传呼管理管理用户发送定向传呼时间点、定向传呼位置信息和定向传呼留言信息。

所述的手机基站，是提供手机通信相关服务的手机通信运营商设立的手机基站。

所述的定向传呼管理用户，是通过手机接收以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种信息传输方式发送定向传呼时间点、定向传呼位置信息和定向传呼留言信息。

所述的定向传呼及LoRa通信装置，是指整个部署区域内的若干个定向传呼及LoRa通信装置，包括控制模块、按钮输入模块、LoRa通信模块、电源模块、语音提示模块。

所述的定向传呼及LoRa通信装置的控制模块，是连接按钮输入模块、LoRa通信模块、电源模块、语音提示模块。

所述的定向传呼及LoRa通信装置的按钮输入模块连接着控制模块，将用户输入的定向传呼编码送往控制模块。

所述的定向传呼及LoRa通信装置的LoRa通信模块连接着控制模块，通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路将控制模块连接定向传呼管理主机，上传用户输入的定向传呼编码及时间点信息。

所述的定向传呼及LoRa通信装置的电源模块连接着控制模块、直接给控制模块、通过控制模块间接给按钮输入模块、LoRa通信模块、语音提示模块提供相应的工作电压。

所述的定向传呼及LoRa通信装置的语音提示模块连接着控制模块，当控制模块收到定向传呼编码后，控制语音提示模块播报定向传呼编码和“传呼成功”提示语音。

所述的一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置的具体的工作流程步骤如下。

步骤1：初始化内部模块。

步骤2：将用户在定向传呼及LoRa通信装置的按钮输入模块输入的定向传呼编码送往控制模块。

步骤3：定向传呼及LoRa通信装置通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路连接定向传呼管理主机，上传用户输入的定向传呼编码及时间点信息。

步骤4：定向传呼管理主机以LoRa芯片ID信息和定向传呼编码为关键字搜索定向传呼管理数据库，匹配得到相应的定向传呼及LoRa通信装置的五元组信息（定向传呼及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼编码、定向传呼及LoRa通信装置的部署位置、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼管理用户、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼预留信息），读取五元组信息中的定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼管理用户信息、定向传呼及LoRa通信装置的部署位置信息作为定向传呼位置信息、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼预留信息作为定向传呼留言信息。

步骤5：定向传呼管理主机形成定向传呼记录四元组信息（定向传呼时间点、定向传呼位置信息、定向传呼管理用户、定向传呼留言信息），记录在定向传呼管理数据库。

步骤6：定向传呼管理主机通过手机基站，以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种方式进行信息传输，实时向定向传呼管理管理用户发送定向传呼时间点、定向传呼位置信息和定向传呼留言信息。

本实用新型具体的技术效果是：既结构简单、又经济实用地实现了基于LoRa物联网传输技术的定向传呼的功能，能满足低成本大规模的部署，又能应用在长距离和低功耗的场景。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

通过以下对本实用新型一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置的实例结合其附图的描述，可以进一步理解本实用新型的目的、具体结构特征和优点。

图1为本实用新型的部署示意图。

图2为本实用新型的原理方框图。

图3为本实用新型的具体工作流程图。

图4为本实用新型的控制模块电路图。

图5为本实用新型的电源模块电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置的技术内容，特举以下实例详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型是这样实现的，它包括若干台LoRa网关路由器102、定向传呼管理主机103、手机基站105、定向传呼管理用户106、若干个已部署的定向传呼及LoRa通信装置101。

所述的LoRa网关路由器102，是覆盖整个部署区域的，单台LoRa网关路由器或者分布式协同工作的多台LoRa网关路由器。

所述的定向传呼管理主机103，是设有定向传呼管理数据库104的定向传呼管理主机103；其中，定向传呼管理数据库104存储所有已部署的定向传呼及LoRa通信装置101的五元组信息（定向传呼及LoRa通信装置101的LoRa芯片ID、定向传呼及LoRa通信装置101的定向传呼编码、定向传呼及LoRa通信装置101的部署位置、定向传呼及LoRa通信装置101的定向传呼管理用户106、定向传呼及LoRa通信装置101的定向传呼预留信息）；定向传呼及LoRa通信装置101通过LoRa网关路由器102提供的无线数据链路连接定向传呼管理主机103，上传用户输入的定向传呼编码及时间点信息；定向传呼管理主机103以LoRa芯片ID信息和定向传呼编码为关键字搜索定向传呼管理数据库104，匹配得到相应的定向传呼及LoRa通信装置101的五元组信息（定向传呼及LoRa通信装置101的LoRa芯片ID、定向传呼及LoRa通信装置101的定向传呼编码、定向传呼及LoRa通信装置101的部署位置、定向传呼及LoRa通信装置101的定向传呼管理用户106、定向传呼及LoRa通信装置101的定向传呼预留信息），读取五元组信息中的定向传呼及LoRa通信装置101的定向传呼管理用户106信息、定向传呼及LoRa通信装置101的部署位置信息作为定向传呼位置信息、定向传呼及LoRa通信装置101的定向传呼预留信息作为定向传呼留言信息；定向传呼管理主机103形成定向传呼记录四元组信息（定向传呼时间点、定向传呼位置信息、定向传呼管理用户、定向传呼留言信息），记录在定向传呼管理数据库104；定向传呼管理主机103通过手机基站105，以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种方式进行信息传输，实时向定向传呼管理管理用户106发送定向传呼时间点、定向传呼位置信息和定向传呼留言信息。

所述的手机基站105，是提供手机通信相关服务的手机通信运营商设立的手机基站。

所述的定向传呼管理用户106，是通过手机接收以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种信息传输方式发送定向传呼时间点、定向传呼位置信息和定向传呼留言信息。

所述的定向传呼及LoRa通信装置是图1中101或者图2中201，是指整个部署区域内的若干个定向传呼及LoRa通信装置，包括控制模块202、按钮输入模块203、LoRa通信模块204、电源模块205、语音提示模块206。

所述的定向传呼及LoRa通信装置201的控制模块202，是连接按钮输入模块203、LoRa通信模块204、电源模块205、语音提示模块206。

所述的定向传呼及LoRa通信装置201的按钮输入模块203连接着控制模块202，将用户输入的定向传呼编码送往控制模块202。

所述的定向传呼及LoRa通信装置201的LoRa通信模块204连接着控制模块202，通过LoRa网关路由器207提供的无线数据链路将控制模块202连接定向传呼管理主机208，上传用户输入的定向传呼编码及时间点信息。

所述的定向传呼及LoRa通信装置201的电源模块205连接着控制模块202、直接给控制模块202、通过控制模块202间接给按钮输入模块203、LoRa通信模块204、语音提示模块206提供相应的工作电压。

所述的定向传呼及LoRa通信装置201的语音提示模块206连接着控制模块202，当控制模块202收到定向传呼编码后，控制语音提示模块206播报定向传呼编码和“传呼成功”提示语音。

本实施例的具体工作流程步骤如图3显示，步骤如下。

步骤301：初始化内部模块。

步骤302：将用户在定向传呼及LoRa通信装置的按钮输入模块输入的定向传呼编码送往控制模块。

步骤303：定向传呼及LoRa通信装置通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路连接定向传呼管理主机，上传用户输入的定向传呼编码及时间点信息。

步骤304：定向传呼管理主机以LoRa芯片ID信息和定向传呼编码为关键字搜索定向传呼管理数据库，匹配得到相应的定向传呼及LoRa通信装置的五元组信息（定向传呼及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼编码、定向传呼及LoRa通信装置的部署位置、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼管理用户、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼预留信息），读取五元组信息中的定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼管理用户信息、定向传呼及LoRa通信装置的部署位置信息作为定向传呼位置信息、定向传呼及LoRa通信装置的定向传呼预留信息作为定向传呼留言信息。

步骤305：定向传呼管理主机形成定向传呼记录四元组信息（定向传呼时间点、定向传呼位置信息、定向传呼管理用户、定向传呼留言信息），记录在定向传呼管理数据库。

步骤306：定向传呼管理主机通过手机基站，以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种方式进行信息传输，实时向定向传呼管理管理用户发送定向传呼时间点、定向传呼位置信息和定向传呼留言信息。

本实施例的控制模块可选择STC、Atmel、TI、MicroChip、ARM等公司提供的STC12、MSP430、TMS、STM32、PIC、AVR等不同型号芯片来实现。进而，控制模块与其他模块的具体电路连接关系，完全取决于具体型号芯片所配备的用户手册之规定。本实施例采用的技术方案为：控制模块选用的是专为高性能、低成本、低功耗工程要求设计的、基于ARM Cortex-M3内核的STM32F103系列的处理器，用于构建状态监测及通信装置中功能控制的基本电路；LoRa通信模块选用Semtech公司的SX1272、SX1276、SX1301等芯片。本实施例的具体的电路连接关系分别如图4～5所示。其中，图4为本实用新型的控制模块电路图；图5为本实用新型的电源模块电路图。

本实用新型“一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置”的技术方案扩展到电子商务的实施例，将“定向传呼管理用户”扩展到不同商品的“厂商”，实现在线和线下购物形态结合等实施例。该装置作为一款内置长距离和低功耗的LoRa物联网无线传输技术、代表不同商品的物联网购物装置，通过与品牌合作，包括汰渍洗衣粉、吉列刀片、麦克斯维尔咖啡、卫生纸、牙膏等等。该装置可以贴在任何位置上，以一种即视感时刻提醒你购买商品，时刻提醒用户购买日常用品。当用户发现某种商品用完时，就可以点击装置的按钮直接购买，同时装置还会向手机发送通知消息，非常方便，非常具有吸引力的，它最大的意义在于实物化，能够时刻提醒你购买一些日常生活用品及食品，品牌涉及也越来越广泛，消费者不会再因为没有及时补货而感到困扰。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种扩展、改进和修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的扩展、改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置，其特征是它包括若干台LoRa网关路由器、定向传呼管理主机、手机基站、定向传呼管理用户、若干个已部署的定向传呼及LoRa通信装置；

所述的LoRa网关路由器，是覆盖整个部署区域的，单台LoRa网关路由器或者分布式协同工作的多台LoRa网关路由器；

所述的定向传呼管理主机，是设有定向传呼管理数据库的定向传呼管理主机；其中，定向传呼及LoRa通信装置通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路连接定向传呼管理主机，上传用户输入的定向传呼编码及时间点信息，进而定向传呼管理主机搜索定向传呼管理数据库，形成定向传呼记录信息，通过手机基站实时向定向传呼管理管理用户发送定向传呼时间点、定向传呼位置信息和定向传呼留言信息；

所述的手机基站，是提供手机通信相关服务的手机通信运营商设立的手机基站；

所述的定向传呼管理用户，是通过手机接收以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种信息传输方式发送定向传呼时间点、定向传呼位置信息和定向传呼留言信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa物联网传输技术的定向传呼装置，其特征在于，所述的定向传呼及LoRa通信装置，是指整个部署区域内的若干个定向传呼及LoRa通信装置，包括控制模块、按钮输入模块、LoRa通信模块、电源模块、语音提示模块；

所述的定向传呼及LoRa通信装置的控制模块，是连接按钮输入模块、LoRa通信模块、电源模块、语音提示模块；

所述的定向传呼及LoRa通信装置的按钮输入模块连接着控制模块，将用户输入的定向传呼编码送往控制模块；

所述的定向传呼及LoRa通信装置的LoRa通信模块连接着控制模块，通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路将控制模块连接定向传呼管理主机，上传用户输入的定向传呼编码及时间点信息；

所述的定向传呼及LoRa通信装置的电源模块连接着控制模块、直接给控制模块、通过控制模块间接给按钮输入模块、LoRa通信模块、语音提示模块提供相应的工作电压；

所述的定向传呼及LoRa通信装置的语音提示模块连接着控制模块，当控制模块收到定向传呼编码后，控制语音提示模块播报定向传呼编码和“传呼成功”提示语音。