CN206975819U - 基于LoRa无线技术的采集器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于LoRa无线技术的采集器，包括：微处理器、LoRa无线模块、存储模块、传感器接口和唤醒模块；所述LoRa无线模块、所述存储模块、所述传感器接口和所述唤醒模块均与所述微处理器电性连接；所述传感器接口连接有用于采集信息的电子传感器；所述存储模块用于存储采集到的相关数据；所述LoRa无线模块与外部具有LoRa功能的集中器无线连接，所述LoRa无线模块将所述存储的数据传输给所述集中器；所述唤醒模块用于在所述基于LoRa无线技术的采集器处于休眠状态时通知所述微处理器唤醒采集器。该基于LoRa无线技术的采集器具有远距离传输、组网规模大、组网简单，能耗低等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能抄表系统领域，尤其涉及基于LoRa无线技术的采集器。
背景技术
伴随着公共事业(水、电、燃气)在中国的蓬勃发展，老百姓对生活环境提出了更高的要求；在政府相关政策的大力鼓舞下，家居智能化得到了高速迅猛的发展。作为智能化产业链中的一环智能无线抄表系统也同时得到了蓬勃发展。
现有智能无线抄表系统一般包括表端数据采集器、集中器和主站，采集器将采集的数据通过无线通信技术传输至集中器，再由集中器将数据汇总到主站。目前采集器与集中器主要通过RF射频、蓝牙、ZigBee、WIFI、GFSK、FSK等无线通信技术。采用上述无线通信技术的采集器存在着传输距离短，功耗高，组网复杂等弊端。
如何提供一种表端数据采集器，使其能够同时满足远距离传输、组网规模大、组网简单，能耗低是当前亟待解决的一个问题。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中表端数据采集器存在传输距离短，功耗高，组网复杂等缺点而提出一种基于LoRa无线技术的采集器，具有支持远距离传输、组网规模大、组网简单，能耗低。
具体地，本实用新型提供了一种基于LoRa无线技术的采集器，包括：微处理器、LoRa无线模块、存储模块、传感器接口和唤醒模块；所述LoRa无线模块、所述存储模块、所述传感器接口和所述唤醒模块均与所述微处理器电性连接；所述传感器接口连接有用于采集信息的电子传感器；所述存储模块用于存储采集到的相关数据；所述LoRa无线模块与外部具有LoRa功能的集中器无线连接，所述LoRa无线模块将所述存储的数据传输给所述集中器；所述唤醒模块用于在所述基于LoRa无线技术的采集器处于休眠状态时通知所述微处理器唤醒所述基于LoRa无线技术的采集器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述LoRa无线模块采用SX127X型号的LoRa模块。
作为上述技术方案的进一步改进，所述微处理器采用PIC24FJ128GA306单片机。
作为上述技术方案的进一步改进，所述存储模块采用SPI接口的FLASH芯片。
作为上述技术方案的进一步改进，所述唤醒模块采用霍尔传感器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电子传感器包括采集模拟量以及开关量的传感器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电子传感器包括脉冲传感器、压力传感器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述采集器还包括RS485/MBUS通讯模块，所述RS485/MBUS通讯模块通过串口与所述微处理器通信；所述RS485/MBUS通讯模块用于连接相关接口的标准计量件。
作为上述技术方案的进一步改进，所述采集器还包括提醒模块，所述提醒模块用于当用户通过配置终端配置所述采集器时，根据配置信息是否正确，发出相关的提醒。
作为上述技术方案的进一步改进，所述采集器还包括电源模块，所述电源模块使用一次性锂电池。
采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，至少具有如下有益效果：
(1)传输距离远。
(2)功耗低。
(3)抗干扰能力强。
(4)组网简单，可靠性高。
(5)模块可以替换，扩展性好。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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。
图1为本实用新型一实施例提出的基于LoRa无线技术的采集器的结构示意图；
图2为本实用新型另一实施例提出的基于LoRa无线技术的采集器的结构示意图。
主要元件符号说明：
11-微处理器；12-LoRa无线模块；13-存储模块；14-传感器接口；15-唤醒模块；16-电子传感器；18-RS485/MBUS通讯模块；19-提醒模块。
具体实施方式
在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本公开的各种实施例中，表述“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。
在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供了一种基于LoRa无线技术的采集器，包括：微处理器11、LoRa无线模块12、存储模块13、传感器接口14和唤醒模块15。
LoRa无线模块12、存储模块13、传感器接口14和唤醒模块15均与微处理器11电性连接。
传感器接口14连接有电子传感器16，电子传感器16用于采集信息。
存储模块13用于存储采集到的相关数据。
LoRa无线模块12与外部具有LoRa功能的集中器无线连接，LoRa无线模块12将存储模块13存储的数据传输给所述集中器。
唤醒模块15用于在所述基于LoRa无线技术的采集器处于休眠状态时通知微处理器11唤醒所述基于LoRa无线技术的采集器。
LoRa无线技术是LPWAN通信技术中的一种，它是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。它使用线性调频扩频调制技术，即保持了像频移键控调制相同的低功耗特性，又明显地增加了通信距离，同时提高了网络效率并消除了干扰，即不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰，因此在此基础上研发的集中器、网关能够并行接收并处理多个节点的数据，大大扩展了系统容量。
目前，LoRa无线技术主要在全球免费频段运行，包括433、868、915MHz等。LoRa无线技术具有远距离、低功耗、电池寿命长、多节点、低成本的特性。
LoRa无线模块12可采用SX127X型号的LoRa模块。
SX127X型号包括SX1276、SX1278等。
微处理器11可采用PIC24FJ128GA306单片机。
PIC24FJ128GA306单片机是美国微芯科技公司推出的一种16位超低功耗单片，使用该单片机作为微处理器可以有效降低功耗，延长电池的待机时间。
存储模块13采用SPI接口的FLASH芯片。
SPI接口的FLASH芯片通过串行接口实现数据操作。SPI接口的FLASH芯片电路连接简单，数据的读写操作简单，并且芯片价格便宜。
存储模块13具体可以选用AT45DB161E-SHF或AT45DB321E-SHF等SPI接口的FLASH芯片。
唤醒模块15可采用霍尔传感器。
霍尔传感器是根据霍尔效应制成的一种传感器。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，在测量、自动化控制、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
当磁性元件靠近霍尔传感器，霍尔传感器感应到该变化，通知微处理器11唤醒所述基于LoRa无线技术的采集器。
平时基于LoRa无线技术的采集器一直处于休眠状态以便降低功耗，当用户需要对所述基于LoRa无线技术的采集器进行操作时，先用磁杆靠近所述基于LoRa无线技术的采集器上的霍尔传感器，通知微处理器11唤醒所述基于LoRa无线技术的采集器。
传感器接口14可以使用排线插座，方便用户升级更新电子传感器16。
电子传感器16包括采集模拟量以及开关量的传感器。
采集模拟量的传感器主要包括压力传感器。
压力传感器直接将水压、燃气气压等信息转化为模拟电压值，微处理器11获取到该模拟电压值后转化为相对应的水压、燃气气压值保存。
采集开关量的传感器主要包括脉冲传感器。
微处理器11统计脉冲传感器采集到的脉冲次数，再结合脉冲传感器特定的流量参数和脉冲对照表计算得出相应的流量信息。通过流量信息可以了解用户的用水用气量。
电子传感器16包括脉冲传感器、压力传感器。
实施例2
如图2所示，本实用新型提供了一种基于LoRa无线技术的采集器，包括：微处理器11、LoRa无线模块12、存储模块13、传感器接口14、唤醒模块15、RS485/MBUS通讯模块18和提醒模块19。
LoRa无线模块12、存储模块13、传感器接口14、唤醒模块15、RS485/MBUS通讯模块18和提醒模块19均与微处理器11电性连接。
传感器接口14连接有电子传感器16，电子传感器16用于采集信息。
存储模块13用于存储采集到的相关数据。
LoRa无线模块12与外部具有LoRa功能的集中器无线连接，LoRa无线模块将存储模块13存储的数据传输给所述集中器。
唤醒模块15用于在所述基于LoRa无线技术的采集器处于休眠状态时通知微处理器11唤醒所述基于LoRa无线技术的采集器。
RS485/MBUS通讯模块18通过串口与微处理器11通信；RS485/MBUS通讯模块18可用于连接相关接口的标准计量件。
提醒模块19，用于当用户通过外部的配置终端配置所述基于LoRa无线技术的采集器时，根据配置信息是否正确，发出相关的提醒；提醒模块19可采用蜂鸣器。
LoRa无线模块12可采用SX127X型号的LoRa模块。
SX127X型号包括SX1276、SX1278等。
微处理器11可采用PIC24FJ128GA306单片机。
PIC24FJ128GA306单片机是美国微芯科技公司推出的一种16位超低功耗单片，使用该单片机作为微处理器可以有效降低功耗，延长电池的待机时间。
存储模块13采用SPI接口的FLASH芯片。
SPI接口的FLASH芯片通过串行接口实现数据操作。SPI接口的FLASH芯片电路连接简单，数据的读写操作简单，并且芯片价格便宜。
存储模块13具体可以选用AT45DB161E-SHF或AT45DB321E-SHF等SPI接口的FLASH芯片。
唤醒模块15可采用霍尔传感器。
平时基于LoRa无线技术的采集器一直处于休眠状态以便降低功耗，当用户需要对所述基于LoRa无线技术的采集器进行操作时，先用磁杆靠近所述基于LoRa无线技术的采集器上的霍尔传感器，通知微处理器11唤醒所述基于LoRa无线技术的采集器。
传感器接口14可以使用排线插座，方便用户升级更新电子传感器16。
电子传感器16包括采集模拟量以及开关量的传感器。
采集模拟量的传感器主要包括压力传感器。
压力传感器直接将水压、燃气气压等信息转化为模拟电压值，微处理器11获取到该模拟电压值后转化为相对应的水压、燃气气压值保存。
采集开关量的传感器主要包括脉冲传感器。
微处理器11统计脉冲传感器采集到的脉冲次数，再结合脉冲传感器特定的流量参数和脉冲对照表计算得出相应的流量信息。通过流量信息可以了解用户的用水用气量。
电子传感器16包括脉冲传感器、压力传感器。
采集器还包括电源模块，电源模块使用一次性锂电池；所述锂电池为锂亚硫酰氯电池。电池能够持续使用5年以上。
通过传感器接口14连接电子传感器16采集信息，当用户更换电子传感器16时，同时需要对基于LoRa无线技术的采集器的程序进行更新。为了更加方便地连接不同的传感器。所述基于LoRa无线技术的采集器提供RS485/MBUS通讯模块18，通过RS485/MBUS通讯模块18可用于连接带有RS485接口的传感器。例如：RS485接口的气压计。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，包括：微处理器、LoRa无线模块、存储模块、传感器接口和唤醒模块；所述LoRa无线模块、所述存储模块、所述传感器接口和所述唤醒模块均与所述微处理器电性连接；所述传感器接口连接有用于采集信息的电子传感器；所述存储模块用于存储采集到的相关数据；所述LoRa无线模块与外部具有LoRa功能的集中器无线连接，所述LoRa无线模块将所述存储的数据传输给所述集中器；所述唤醒模块用于在所述基于LoRa无线技术的采集器处于休眠状态时通知所述微处理器唤醒所述基于LoRa无线技术的采集器。
2.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，所述LoRa无线模块采用SX127X型号的LoRa模块。
3.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，所述微处理器采用PIC24FJ128GA306单片机。
4.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，所述存储模块采用SPI接口的FLASH芯片。
5.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，所述唤醒模块采用霍尔传感器。
6.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，所述电子传感器包括采集模拟量以及开关量的传感器。
7.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，所述电子传感器包括脉冲传感器、压力传感器。
8.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，还包括RS485/MBUS通讯模块，所述RS485/MBUS通讯模块通过串口与所述微处理器通信；所述RS485/MBUS通讯模块用于连接相关接口的标准计量件。
9.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，还包括提醒模块，所述提醒模块用于当用户通过配置终端配置所述采集器时，根据配置信息是否正确，发出相关的提醒。
10.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的采集器，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块使用一次性锂电池。
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