CN207251930U - LoRa简易网关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于低功耗扩频通信技术领域，具体涉及一种应用于无线通信的LoRa网关；具体技术方案为：LoRa简易网关，包括微控制单元，微控制单元上的R端口、T端口通过数据线与LoRa模块连接，LoRa模块与多个LoRa终端进行信息传输，微控制单元的A端口、B端口通过数据线与LTE模块连接，LTE模块通过互联网模块与云端数据服务器连接，LoRa模块接收来自多个LoRa终端的数据，LoRa模块将数据传送至微控制单元内，微控制单元对数据进行解析整理后，再通过LTE模块将数据发送至云端数据服务器，云端数据服务器将回送的数据反馈至微控制单元内，微控制单元对回送数据进行处理后，再将回送数据播送出去。
Description
技术领域
本实用新型属于低功耗扩频通信技术领域，具体涉及一种应用于无线通信的LoRa网关。
背景技术
随着物联网和无线通信技术的飞速发展，人们与信息网络已经密不可分，无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈要求。短距离无线通信的低成本、相对其它无线通信技术的低功耗、及其对等通信特征等适应了飞速发展的便捷信息传输的需求。在技术、成本、可靠性及可实用性等各方面的综合考虑下，低功耗、长距离无线通信技术成为了当今通信领域研究的热点。
目前市面上的采集终端主要是RTU和DTU集成应用，通过RTU来采集、处理数据后，再通过DTU部分连接2G、3G、4G网络将数据发送至互联网。RTU和DTU之间使用集成在电路板的线路或者物理电缆通过串口进行连接。单个DTU只能匹配一个RTU，并且相距不能很远。因设备较多，每套系统需要配置大功率的太阳能供电系统，维护成本很高，使用寿命低每隔2年就需要更换蓄电池。
高成本的采集终端导致采集器部署非常有限，以至于采集到的数据不足已给决策者提供准确有效数据分析能力，给管理层工作造成很大的困难。
实用新型内容
为解决现有技术存在的成本高、可靠性差且功耗较高的技术问题，本实用新型提供了一种LoRa简易网关，主要应用在无线通信、数据采集和远程控制等领域，适用于物联网系统的远程监控及管理，是一种协议转换器，也是一种LoRa透传设备，通过LoRa扩频无线信号连接LoRa终端，通过2G/3G/4G网络连接云端数据服务器，实现LoRa终端数据与云端数据服务器之间的数据连接。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：LoRa简易网关，包括微控制单元，微控制单元上的R端口、T端口通过数据线与LoRa模块连接，LoRa模块与多个LoRa终端进行信息传输，微控制单元的A端口、B端口通过数据线与LTE模块连接，LTE模块通过互联网模块与云端数据服务器连接。LoRa模块接收来自多个LoRa终端的数据，LoRa模块将数据传送至微控制单元内，微控制单元对数据进行解析整理后，再通过LTE模块将数据依次发送至互联网模块、云端数据服务器，云端数据服务器将回送的数据反馈至微控制单元内，微控制单元对回送数据进行处理后，再通过LoRa模块将回送数据播送出去。
其中，LoRa网关利用LoRa扩频通信技术连接LoRa终端，再通过2G/3G/4G网络接入互联网模块，从而实现了LoRa终端与云端数据服务器之间的数据交互。LoRa终端的数量可达5000多个，5000多个LoRa终端可接入同一LoRa网关，众多LoRa终端共享一个互联网通道，很大程度地节约了终端部署成本和通信费用成本。
其中，作为优选的，LoRa模块通过LoRaWAN与多个LoRa终端通信，采用LoRa扩频通信技术，LoRa网关与LoRa终端之间最远可达3-10公里的通信距离，多个LoRa终端与LoRa网关之间采用星型拓扑结构，同时，LoRa终端可以在不同的网关之间无缝漫游通信，采用此通信模式，延时小，更好地提高了通信实时性。
本网关采用低功耗设计，采用单节18650磷酸铁电池供电，内置超强休眠机制，睡眠电流可低至10 uA级，一节2300MA电池可以使用1-2年。
其中，作为优选的，LTE模块通过2G/3G/4G通信网络与互联网模块连接，相对于传统的物理通信，通信距离远，通信设备少，无需配置大功率的供电系统，维护成本低。
微控制单元通过SPI总线与LoRa模块连接,SPI总线是一种高速、全双工、同步的通信总线，布局空间小。
微控制单元通过UART与LTE模块连接,UART是一种异步收发传输器，它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换，并在微控制单元与LTE模块之间实现双向信号传输。
其中，作为优选的，微控制单元为32位微控制单元。
本实用新型与现有技术相比，具体有益效果体现在：
一、低成本：本实用新型采用LoRa扩频通信技术连接终端，通过2G/3G/4G网络接入互联网，从而实现了LoRa终端与云端数据处理器之间的数据交互，每个LoRa网关可以接入多达5000个LoRa终端，终端LoRa终端共享一个互联网通道，很大程度上节约了LoRa终端的部署成本和通信费用成本。
二、远距离通信：本实用新型使用LoRa扩频通信技术，LoRa网关与LoRa终端之间最远可达3-10公里的通信距离，多个LoRa终端与LoRa网关之间采用星型拓扑结构，同时，LoRa终端可以在不同的LoRa网关之间无缝漫游通信，采用此种通信模式，延时小，更好地提高了通信实时性。
三、低功耗：本实用新型采用低功耗设计，整体结构采用单节18650磷酸铁电池供电，内置超强休眠机制，睡眠电流可低至10uA级，一节2300MA电池可以使用1-2年。
综上所述，本产品主要解决低成本、远距离、低功耗通信在物联网领域的应用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的元器件布局图。
图中，1为微控制单元，2为R端口，3为T端口，4为LoRa模块，5为LoRa终端，6为A端口，7为B端口，8为LTE模块，9为互联网模块，10为云端数据服务器，11为SPI总线，12为UART，101为基板，102为LoRa天线，103为电源灯，104为网络灯，105为外部存储器，106为螺纹孔，107为电源模块。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，LoRa简易网关，包括微控制单元1，微控制单元1上的R端口2、T端口3通过数据线与LoRa模块4连接，LoRa模块4与多个LoRa终端5进行信息传输，微控制单元1的A端口6、B端口7通过数据线与LTE模块8连接，LTE模块8通过互联网模块9与云端数据服务器10连接。LoRa模块4接受来自多个LoRa终端5的数据，LoRa模块4将数据传送至微控制单元1内，微控制单元1对数据进行解析整理后，再通过LTE模块8将数据依次发送至互联网模块9、云端数据服务器10，云端数据服务器10将回送的数据反馈至微控制单元1内，微控制单元1对回送数据进行处理后，再通过LoRa模块4将回送数据播送出去。
其中，LoRa网关利用LoRa扩频通信技术连接LoRa终端5，再通过2G/3G/4G网络接入互联网模块9，从而实现了LoRa终端5与云端数据服务器10之间的数据交互。LoRa终端5的数量可达5000多个，5000多个LoRa终端5可接入同一LoRa网关，众多LoRa终端5共享一个互联网通道，很大程度地节约了终端部署成本和通信费用成本。
如图2所示，本实用新型包括基板101，微控制单元1与LoRa模块4平行布置，微控制单元1与LoRa模块4连接，LoRa模块4的一侧布置有电源灯103、网络灯104、外部存储器105和电源模块107，基板101的四角上开有螺纹孔106，基板101的一侧布置有两根LoRa天线102。
其中，作为优选的，LoRa模块4通过LoRaWAN与多个LoRa终端5通信，采用LoRa扩频通信技术，LoRa网关与LoRa终端5之间最远可达3-10公里的通信距离，多个LoRa终端5与LoRa网关之间采用星型拓扑结构，同时，LoRa终端5可以在不同的网关之间无缝漫游通信，采用此通信模式，延时小，更好地提高了通信实时性。
本网关采用低功耗设计，采用单节18650磷酸铁电池供电，内置超强休眠机制，睡眠电流可低至10 uA级，一节2300MA电池可以使用1-2年。
其中，作为优选的，LTE模块8通过2G/3G/4G通信网络与互联网模块9连接，相对于传统的物理通信，通信距离远，通信设备少，无需配置大功率的供电系统，维护成本低。
微控制单元1通过SPI总线11与LoRa模块4连接,SPI总线11是一种高速、全双工、同步的通信总线，布局空间小。
微控制单元通过UART12与LTE模块8连接,UART12是一种异步收发传输器，它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换，并在微控制单元与LTE模块8之间实现双向信号传输。
其中，作为优选的，微控制单元为32位微控制单元。
LoRa网关与LoRa终端5之间采用LoRa扩频通信技术，该技术具有低功耗、远距离传输的特点。通过采用LoRaWAN协议更好地实现了多节点通信，LoRa网关集成了8通道无线接收器，更好地保证了数据接收的稳定性，无线接收器通过扩频技术使得此类接收机在125KHZ的宽带下使用，可获得接近-140dBm的灵敏度。与FSK系统相比，这种新的扩频方式在灵敏度上改善了30dB，这样，使得同样的通信距离发射功率就会降低，从而实现低功耗、长距离的通信。
本实用新型采用STM32L052低功耗的32为MCU作为主控器，内嵌LoRaWAN无线通信协议，有信号碰撞检测机制，自适应速率，面对复杂的环境有超强抗干扰机制，自带了ACK信号确认，有效地保证了通信的可靠性要求，发射功率根据通信距离的RISS值自动调整，有效地实现了低功耗通信要求，内置超强休眠机制，睡眠电流可低至10uA级。
每个LoRa网关上都有一个唯一的ID码做标识，服务器通过ID码来识别产品位置，另外，LoRa网关内部集成了8Mbyte的Flash存储器，可对采集数据进行记录，也可对产品运行参数做日志记录。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。
Claims (6)
1.LoRa简易网关，其特征在于，包括微控制单元（1），微控制单元（1）上的R端口（2）、T端口（3）通过数据线与LoRa模块（4）连接，LoRa模块（4）与多个LoRa终端（5）进行信息传输，微控制单元（1）的A端口（6）、B端口（7）通过数据线与LTE模块（8）连接，LTE模块（8）通过互联网模块（9）与云端数据服务器（10）连接。
2.根据权利要求1所述的LoRa简易网关，其特征在于，所述LoRa模块（4）通过LoRaWAN与多个LoRa终端（5）通信。
3.根据权利要求2所述的LoRa简易网关，其特征在于，所述LTE模块（8）通过2G/3G/4G通信网络与互联网模块（9）连接。
4.根据权利要求3所述的LoRa简易网关，其特征在于，所述微控制单元（1）通过SPI总线（11）与LoRa模块（4）连接。
5.根据权利要求4所述的LoRa简易网关，其特征在于，所述微控制单元（1）通过UART（12）与LTE模块（8）连接。
6.根据权利要求5所述的LoRa简易网关，其特征在于，所述微控制单元（1）为32位微控制单元。
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Cited By (4)
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| CN111918307A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-10 | 重庆邮电大学 | 基于LoRa定位的多层网关数据传输系统及方法 |
| CN113453224A (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-28 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 网关、数据传输方法以及数据处理方法 |
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- 2017-10-16 CN CN201721330807.7U patent/CN207251930U/zh active Active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108803361A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-13 | 深圳云博科创实业有限公司 | 基于LoRa的负载非接触控制系统及控制方法 |
| CN110335451A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-10-15 | 厦门骐俊物联科技股份有限公司 | 智能燃气LoRaWAN网关数据采集装置及方法 |
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