CN207732758U - 一种基于Lorawan网络架构的补盲装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于Lorawan网络架构的补盲装置，包括接收天线、发射天线、第一Lora无线模块、第二Lora无线模块以及处理器，在工作过程中，首先接收天线接收上行网关发送的原始信号，然后第一Lora无线模块对原始信号进行解调，得到解调信号，第二Lora无线模块对解调信号进行调制，得到预设信号强度的已调信号，最后由发射天线将已调信号发射到下行节点。可见，该补盲装置能够从上行网关发送的原始信号中解调出用于传递信息的信号，并对该信号进行调制，得到预设信号强度的已调信号，使已调信号的信号强度足以通过发射天线被发射到下行节点，显著扩大了Lorawan网络架构的信号覆盖范围，减少了通信盲点。

Description

一种基于Lorawan网络架构的补盲装置

技术领域

本实用新型涉及通信领域，特别是涉及一种基于Lorawan网络架构的补盲装置。

背景技术

LoRa是一种专用于远距离低功耗的无线通信技术,其调制方式相对于其他通信方式大大增加了通信距离，可广泛应用于各种场合的远距离低速率物联网无线通信领域，比如自动抄表、楼宇自动化设备、无线安防系统、工业监视与控制等。LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa网关是一个透明的中继，连接终端设备和服务器。网关可以实现多通道并行接收,同时处理多路信号，这大大增加了网络容量。

但是，目前在进行Lorawan网络覆盖时，往往会出现一些区域是无法覆盖的通信盲点。后期节点不断在接入，始终无法保证现有网关布局能够完全覆盖整个空间。传统解决这种问题的方法就是增加网关数量，但是这种方法成本较高，不利于普及。

可见，如何消除Lorawan网络架构中通信盲点，扩大信号覆盖范围，是丞待本领域技术人员解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于Lorawan网络架构的补盲装置，用以解决Lorawan网络架构中存在通信盲点，信号覆盖范围较小的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于Lorawan网络架构的补盲装置，包括：接收天线、发射天线、第一Lora无线模块、第二Lora无线模块以及处理器，所述第一Lora无线模块一端连接所述接收天线，另一端连接所述处理器，所述第二Lora无线模块一端连接所述发射天线，另一端连接所述处理器；

其中，所述接收天线用于接收上行网关发送的原始信号，所述第一Lora无线模块用于对所述原始信号进行解调，得到解调信号，所述第二Lora无线模块用于对所述解调信号进行调制，得到预设信号强度的已调信号，所述发射天线用于将所述已调信号发送到下行节点，所述处理器用于分别控制所述第一Lora无线模块与所述第二Lora无线模块对信号进行处理。

优选的，所述接收天线与所述发射天线为同一天线，所述天线的一端设置有双工器，所述天线通过所述双工器分别连接所述第一Lora无线模块和所述第二Lora无线模块，所述双工器用于隔离所述原始信号与所述已调信号。

优选的，所述第二Lora无线模块为配置有功率放大器的SX1278模块，所述功率放大器用于对所述已调信号进行放大。

优选的，所述装置设置有交流电源器件，所述交流电源器件与所述处理器之间通过交流直流转换电路相连接；

其中，所述交流电源器件用于为所述功率放大器、所述SX1278模块以及所述处理器进行供电，所述交流直流转换电路用于将所述交流电源器件提供的交流电转换为直流电。

优选的，所述交流直流转换电路与所述处理器之间设置有电压幅值转换电路，所述电压幅值转换电路用于将所述直流电的电压值分别转换为所述功率放大器、所述SX1278模块以及所述处理器各自对应的工作电压值。

优选的，所述处理器为微控制单元。

优选的，所述处理器设置有蓝牙模块，所述蓝牙模块用于连接所述补盲装置与移动终端，以便于从所述移动终端获取设置参数，所述处理器根据所述设置参数对所述第一Lora无线模块或所述第二Lora无线模块进行设置。

优选的，所述处理器还设置有存储器，所述存储器用于保存所述设置参数。

优选的，所述存储器为磁性存储器。

综上可知，本实用新型所提供的基于Lorawan网络架构的补盲装置，包括接收天线、发射天线、第一Lora无线模块、第二Lora无线模块以及处理器，在工作过程中，首先接收天线接收上行网关发送的原始信号，然后第一Lora无线模块对原始信号进行解调，得到解调信号，第二Lora无线模块对所述解调信号进行调制，得到预设信号强度的已调信号，最后由发射天线将已调信号发射到下行节点。可见，本实用新型提供的基于Lorawan网络架构的补盲装置，能够通过从上行网关发送的原始信号中解调出用于传递信息的信号，并将该信号进行调制，得到预设信号强度的已调信号，使得已调信号的信号强度足以通过发射天线被发射到下行节点，显著扩大了Lorawan网络架构的信号覆盖范围，减少了通信盲点。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型提供的基于Lorawan网络架构的补盲装置实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型提供的基于Lorawan网络架构的补盲装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种基于Lorawan网络架构的补盲装置，有效扩大了信号覆盖范围，减少了通信盲点。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面开始详细介绍本实用新型提供的一种基于Lorawan网络架构的补盲装置，参见图1，图1为本实用新型提供的基于Lorawan网络架构的补盲装置实施例一的结构示意图，如图所示，实施例一具体包括：

接收天线110、发射天线120、第一Lora无线模块200、第二Lora无线模块300以及处理器400，所述第一Lora无线模块一端连接所述接收天线，另一端连接所述处理器，所述第二Lora无线模块一端连接所述发射天线，另一端连接所述处理器。

对于接收天线110以及发射天线120，具体来讲，天线是一种能量转换器，能够将高频电能转换为向空间辐射的电磁能，也可以将在空间传播的电磁能转换为高频电能。在本实施例中，发射天线用于实现上述前一种功能，也就是主要用于接收上行网关发送来的原始信号，接收天线用于实现上述后一种功能，也就是主要用于将经过处理得到的信号发送到下行节点。

上述接收天线与发射天线的功能不同，但在实际应用场景中二者的主要参数以及特性可以为相同的。甚至参见图2，图2为本实用新型提供的一种基于Lorawan网络架构的补盲装置实施例二的结构示意图，在实施例二中，用于实现接收和发射的天线可以为同一天线100。在这种情况下，需要为天线配置双工器500，双工器一般双工器由六个带阻滤波器组成，分别谐振于发射和接收频率，双工器一般作为异频双工电台，中继台的主要配件，其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。

对于第一Lora无线模块200和第二Lora无线模块300，首先说明Lorawan是为Lora远距离通信设计的一套通信协议和网络架构，Lora是一种专用于远距离低功耗的无线通信技术,其调制方式相对于其他通信方式大大增加了通信距离，可广泛应用于各种场合的远距离低速率物联网无线通信领域。在本实用新型中所提及的第一Lora无线模块和第二Lora无线模块，指的是采用了Lora无线通信技术的模块，具体的，可以为配置了功率放大器的SX1278芯片。

我们知道，在无线传输中，信号是以电磁波的形式通过天线辐射到空间的。为了获得较高的辐射效率，天线的尺寸一般应大于发射信号波长的四分之一。而基带信号包含的较低频率分量的波长较长，致使天线过长而难以实现。通过调制，可以把基带信号的频谱搬至较高的载波频率上，可以大大减少辐射天线的尺寸。另外，调制可以把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。最后，调制还可以扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，提高传输的信噪比。但是，信噪比的提高是以牺牲传输的带宽为代价的。因此，在通信系统中，选择合适的调制方式是关键。解调是调制的逆过程，主要用于从已调信号中恢复出真正用于传递信息的信号。

在本实用新型中，第一Lora无线模块主要用于对上行网关发送来的原始信号进行解调，得到解调信号，第二Lora无线模块主要用于对解调信号进行调制，得到预设信号强度的已调信号。

信号强度是一种用来表征信号质量好坏的物理量，我们知道，一般情况下，信号在传输过程中信号强度受传输介质或温度等影响会发生衰减，衰减达到一定程度之后，就可能无法准确获取信号发送者想要传递的信息。因此，在本实施例中，第二Lora无线模块用于对解调信号进行调制，为了保证调制得到的信号能够传输到预设位置，例如下行节点，第二Lora无线模块还需要保证已调信号达到了一定的信号强度，也就是本实施例中所提及的预设信号强度。具体的，这里的预设信号强度可以依据具体的应用场景和目的进行相应的设置。

处理器400，是本实用新型提供的补盲装置的核心控制器件，主要用于对第一Lora无线模块和第二Lora无线模块进行一些参数设置等，并分别控制执行其对应的功能。具体的，所述处理器可以为微控制单元MCU。

具体的，如图2所示，处理器可以配置有蓝牙模块700，这样一来，处理器可以通过蓝牙模块连接移动终端，例如智能手机app等，然后从移动终端读取设置参数，最后处理器根据读取到的设置参数对第一Lora无线模块和第二Lora无线模块进行参数设置，这种设置参数的方法方便快捷，简单实用。另一方面，还可以为处理器配置存储器800，利用存储器可以保存一些重要的数据信息，例如上述设置参数等。

最后，为了使本实用新型提供的基于Lorawan网络架构的补盲装置更加方便实用，对于其供电方式，可以采用直接接入交流电源。为了实现这种供电方式，参见图2，可以为该补盲装置配置交流电源器件600、交流直流转换电路610、电压幅值转换电路620，其中交流电源器件依次连接交流直流转换电路和电压幅值转换电路，然后再连接处理器、功率放大器、第一Lora无线模块、第二Lora无线模块等。其中交流直流转换电路用于将交流电源器件提供的交流电转换为直流电，电压幅值转换电路主要用于将上述直流电的电压幅值分别转换为上述各个器件所需要的工作电压幅值。

综上可知，本实用新型所提供的基于Lorawan网络架构的补盲装置，包括接收天线、发射天线、第一Lora无线模块、第二Lora无线模块以及处理器，在工作过程中，首先接收天线接收上行网关发送的原始信号，然后第一Lora无线模块对原始信号进行解调，得到解调信号，第二Lora无线模块对所述解调信号进行调制，得到预设信号强度的已调信号，最后由发射天线将已调信号发射到下行节点。可见，本实用新型提供的基于Lorawan网络架构的补盲装置，能够通过从上行网关发送的原始信号中解调出用于传递信息的信号，并将该信号进行调制，得到预设信号强度的已调信号，使得已调信号的信号强度足以通过发射天线被发射到下行节点，显著扩大了Lorawan网络架构的信号覆盖范围，减少了通信盲点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本实用新型所提供的基于Lorawan网络架构的补盲装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于Lorawan网络架构的补盲装置，其特征在于，包括：接收天线、发射天线、第一Lora无线模块、第二Lora无线模块以及处理器，所述第一Lora无线模块一端连接所述接收天线，另一端连接所述处理器，所述第二Lora无线模块一端连接所述发射天线，另一端连接所述处理器；

其中，所述接收天线用于接收上行网关发送的原始信号，所述第一Lora无线模块用于对所述原始信号进行解调，得到解调信号，所述第二Lora无线模块用于对所述解调信号进行调制，得到预设信号强度的已调信号，所述发射天线用于将所述已调信号发送到下行节点，所述处理器用于分别控制所述第一Lora无线模块与所述第二Lora无线模块对信号进行处理。

2.如权利要求1所述的补盲装置，其特征在于，所述接收天线与所述发射天线为同一天线，所述天线的一端设置有双工器，所述天线通过所述双工器分别连接所述第一Lora无线模块和所述第二Lora无线模块，所述双工器用于隔离所述原始信号与所述已调信号。

3.如权利要求2所述的补盲装置，其特征在于，所述第二Lora无线模块为配置有功率放大器的SX1278模块，所述功率放大器用于对所述已调信号进行放大。

4.如权利要求3所述的补盲装置，其特征在于，所述装置设置有交流电源器件，所述交流电源器件与所述处理器之间通过交流直流转换电路相连接；

其中，所述交流电源器件用于为所述功率放大器、所述SX1278模块以及所述处理器进行供电，所述交流直流转换电路用于将所述交流电源器件提供的交流电转换为直流电。

5.如权利要求4所述的补盲装置，其特征在于，所述交流直流转换电路与所述处理器之间设置有电压幅值转换电路，所述电压幅值转换电路用于将所述直流电的电压值分别转换为所述功率放大器、所述SX1278模块以及所述处理器各自对应的工作电压值。

6.如权利要求5所述的补盲装置，其特征在于，所述处理器为微控制单元。

7.如权利要求1-6任意一项所述的补盲装置，其特征在于，所述处理器设置有蓝牙模块，所述蓝牙模块用于连接所述补盲装置与移动终端，以便于从所述移动终端获取设置参数，所述处理器根据所述设置参数对所述第一Lora无线模块或所述第二Lora无线模块进行设置。

8.如权利要求7所述的补盲装置，其特征在于，所述处理器还设置有存储器，所述存储器用于保存所述设置参数。

9.如权利要求8所述的补盲装置，其特征在于，所述存储器为磁性存储器。