CN207587169U - 低功耗远距离水压测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了低功耗远距离水压测量装置，包含RS485数据采集接口模块、嵌入式MCU控制器以及LORA模块，所述RS485数据采集接口模块连接水压传感器，嵌入式MCU控制器的输入端口连接RS485数据采集接口模块，嵌入式MCU控制器的输出端口连接LORA模块，LORA模块上连接有天线，天线通过网关与网络服务器通讯连接。能够远程测量所在地水压，并且远程选择测量开关、测量量程等；传输距离长，基站覆盖范围广，功耗低，除了水压测量领域以外，也可以用于多种基于485总线通讯传感器的物理量的测量，可靠性高，抗干扰能力强，信号加密性好。

Description

低功耗远距离水压测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种低功耗远距离水压测量装置。

背景技术

目前，远程水压测量技术是利用无线或者有线技术，采集远程地点的水压数值，要求能采集几十甚至几百个点的水压值，并且将传感器水压值上报到应用端。目前无线远程水压测量技术分为ZIGBEE、WIFI、GPRS等。ZIGBEE技术是通过节点之间的自组网实现大规模的控制，这种组网方式部署困难，某一个节点的损坏往往会导致整个通讯网的瘫痪。WIFI技术功耗较高，并且成本较贵，单个无线路由覆盖范围较小。GPRS需要利用现有移动通讯网络，部署时受到基站信号强弱的制约，无法根据需求灵活部署，封闭的环境如下水道、地下车库等。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种低功耗远距离水压测量装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

低功耗远距离水压测量装置，特点是：包含RS485数据采集接口模块、嵌入式MCU控制器以及LORA模块，所述RS485数据采集接口模块连接水压传感器，嵌入式MCU控制器的输入端口连接RS485数据采集接口模块，嵌入式MCU控制器的输出端口连接LORA模块，LORA模块上连接有天线，天线通过网关与网络服务器通讯连接。

进一步地，上述的低功耗远距离水压测量装置，其中，所述水压传感器是具有485接口的水压传感器。

进一步地，上述的低功耗远距离水压测量装置，其中，所述RS485数据采集接口模块与水压传感器之间采用RS485总线通讯连接。

进一步地，上述的低功耗远距离水压测量装置，其中，所述LORA模块采用最大数据传输速度为300kbps、最大链路预算为168dB、最大RF输出功率为+20dBm、信号接收灵敏度为-146.5dBm、三阶输入截止点为-12dBm的LORA模块。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：

①LORA模块基于扩频调制，当使用不同扩频因子时，信号实际上是彼此正交。当扩频因子发生变化，有效的数据速率也会发生变化，网关利用这个特性，能够在同一时间相同信道上接受多个不同的数据速率；

②传输距离长，基站覆盖范围广，功耗低，除了水压测量领域以外也可以用于多种基于485总线通讯传感器的物理量的测量，可靠性高，抗干扰能力强，信号加密性好；

③半双工通讯，支持信号上行通讯和下行通讯，既支持从节点到网关再到服务器传输数据，也支持服务器向网关再向节点传递数据，这样不但能读取水压测量值，还能向节点发送测量开关、量程选择等控制指令。

④能够远程测量所在地水压，并且远程选择测量开关、测量量程等。

附图说明

图1：本实用新型的结构示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明具体实施方案。

如图1所示，低功耗远距离水压测量装置，包含RS485数据采集接口模块2、嵌入式MCU控制器3以及LORA模块4，水压传感器1是具有485接口的水压传感器，RS485数据采集接口模块2与水压传感器1之间采用RS485总线通讯连接，嵌入式MCU控制器3的输入端口连接RS485数据采集接口模块2，嵌入式MCU控制器3的输出端口连接LORA模块4，LORA模块4上连接有天线5，天线5通过网关6与网络服务器7通讯连接。

其中，LORA模块4采用最大数据传输速度为300kbps、最大链路预算为168dB、最大RF输出功率为+20dBm、信号接收灵敏度为-146.5dBm、三阶输入截止点为-12dBm的LORA模块。选用Semtech公司生产LORA模块。

LORA模块4融合了频谱扩散通信技术与GFSK调制技术，最大数据传输速度为300kbps，最大链路预算(Link Budget)为168dB，最大RF输出功率为+20dBm，信号接收灵敏度为-146.5dBm，三阶输入截止点(IIP3)为-12dBm，抗阻塞(Blocking Immunity)特性为100dB，接收信号强度(RSSI)的动态范围为115dB。采用服务器、网关、节点的结构，部署方便，组网简单，某个节点的损坏不影响其他节点。

具体应用时，嵌入式MCU控制器3通过RS485数据采集接口模块2向水压传感器1获取水压数据，将数据发送至LORA模块4，LORA模块4通过天线发送无线信号实现与网关6的通讯，将接收的水压数据发送到网关6，进而发送到网络服务器7上。同时，LORA模块4可通过天线5接收LORA无线信号，LORA模块4对调制信号进行解析，将信号转换成数字信号，并对信号进行解析，转换成数据、指令等，来控制测量开关，选择量程等。

传输距离长，基站覆盖范围广，功耗低，除了水压测量领域以外也可以用于多种基于485总线通讯传感器的物理量的测量，可靠性高，抗干扰能力强，信号加密性好。

网络容量大，为使远距离星型网络能够实现，网关具有非常高的容量或性能，从大量的节点接收消息。高网络容量利用率自适应的数据速率和网关中的多通道多调制收发器实现，可以在多信道上同时接受消息。LORA模块基于扩频调制，当使用不同扩频因子时，信号实际上是彼此正交。当扩频因子发生变化，有效的数据速率也会发生变化，网关利用这个特性，能够在同一时间相同信道上接受多个不同的数据速率。

半双工通讯，支持信号上行通讯和下行通讯，既支持从节点到网关再到服务器传输数据，也支持服务器向网关再向节点传递数据，这样不但能读取水压测量值，还能向节点发送测量开关、量程选择等控制指令。

综上所述，本实用新型装置能够远程测量所在地水压，并且远程选择测量开关、测量量程等。除了水压测量领域以外也可以应用于多种基于485总线通讯传感器的物理量的测量。

需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非用以限定本实用新型的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

Claims (4)

1.低功耗远距离水压测量装置，其特征在于：包含RS485数据采集接口模块、嵌入式MCU控制器以及LORA模块，所述RS485数据采集接口模块连接水压传感器，嵌入式MCU控制器的输入端口连接RS485数据采集接口模块，嵌入式MCU控制器的输出端口连接LORA模块，LORA模块上连接有天线，天线通过网关与网络服务器通讯连接。

2.根据权利要求1所述的低功耗远距离水压测量装置，其特征在于：所述水压传感器是具有485接口的水压传感器。

3.根据权利要求1所述的低功耗远距离水压测量装置，其特征在于：所述RS485数据采集接口模块与水压传感器之间采用RS485总线通讯连接。

4.根据权利要求1所述的低功耗远距离水压测量装置，其特征在于：所述LORA模块采用最大数据传输速度为300kbps、最大链路预算为168dB、最大RF输出功率为+20dBm、信号接收灵敏度为-146.5dBm、三阶输入截止点为-12dBm的LORA模块。