CN208522907U - 一种双协议LoRa网关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双协议LoRa网关，所述网关包括壳体、设置在所述壳体内的控制模块、用于与LoRaWAN终端设备通信的第一无线模块以及用于与LoRa智能家居设备通信的第二无线模块，所述第一无线模块与所述第二无线模块分别与所述控制模块电连接。在网关上设置用于与LoRaWAN终端设备通信的第一无线模块以及用于与LoRa智能家居设备通信的第二无线模块，实现在网关上接入具有LoRaWAN协议的终端以及具有LoRa智能家居协议的设备，将该网关布置在社区或居民家中，既满足了智能家居的应用，又扩展了LoRaWan网络，智慧小区和智能家居的信息汇集到一个云服务平台上，实现小区与家庭的统一调度和反馈，具有极大的应用价值。

Description

一种双协议LoRa网关

技术领域

本申请涉及无线通信领域，具体涉及一种双协议的基于LoRa无线通信的网关。

背景技术

LoRa是一种1GHz以下的长距离低功耗无线通信技术，采用了线性调频扩频调制技术，提高了网络效率和抗干扰性，确保网络的可靠连接。

LoRaWAN是一个开放标准，它定义了基于LoRa芯片的LPWAN（低功耗广域网）技术的通信协议。运行LoRaWAN协议的网关，其通信距离长达1.5公里，适合于大面积的网络覆盖，主要应用在智慧农业、智慧小区、智慧城市等场景。

在智慧小区的建设中，除了公共空间的无线物联网覆盖外，还需要深入到居民的家中，即智能家居的应用。相对而言，智能家居产品对通信的即时性提出了更高的要求。现有的网关中，基于至运行LoRaWAN协议，将现有技术网关应用到智慧小区上时，存在不能兼顾LoRa无线网络的覆盖范围和通信即时性的问题。例如：智能门锁，如果采用目前常见的LoRaWAN网关，从用户在移动终端上下达开锁指令，到门锁完成开锁动作，耗时有时在5秒以上，这就导致用户体验差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种双协议LoRa网关，旨在解决现有技术中网关存在不能兼顾LoRa无线网络的覆盖范围和通信的即时性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种双协议LoRa网关，所述网关包括壳体、设置在所述壳体内的控制模块、用于与LoRaWAN终端设备通信的第一无线模块以及用于与LoRa智能家居设备通信的第二无线模块，所述第一无线模块与所述第二无线模块分别与所述控制模块电连接。

进一步地，所述第一无线模块为LoRaWAN无线模块，内置有LoRaWAN无线协议，所述控制模块与所述LoRaWAN无线模块通过第一UART接口连接；所述第二无线模块为LoRa智能家居无线模块，内置有LoRa智能家居无线协议，所述控制模块与LoRa智能家居无线模块通过第二UART接口连接。

进一步地，所述壳体上设有第一天线和第二天线，所述第一天线与所述第一无线模块连接，所述第二天线与所述第二无线模块连接。

进一步地，所述壳体包括底壳以及面壳，所述底壳上具有开口，所述控制模块、第一无线模块以及第二无线模块均装设于所述底壳内，所述面壳用于盖合所述开口；所述底壳的侧面上设有两个天线孔，所述第一天线的连接端与所述第一无线模块连接，自由端通过所述天线孔延伸至所述壳体外；所述第二天线的连接端与所述第二无线模块连接，自由端通过所述天线孔延伸至所述壳体外。

进一步地，所述网关还包括存储芯片，所述存储芯片与控制模块通过SPI接口连接，用于保存网关参数以及网关的子设备的升级文件。

进一步地，所述网关还包括网络模块，所述网络模块与所述控制模块通过GPIO接口连接，用于向网关提供互联网服务。

进一步地，所述网关还包括电源模块，所述电源模块分别与存储芯片、网络模块、控制模块、第一无线模块以及第二无线模块连接，用于提供电源。

本实用新型技术方案通过在网关上设置用于与LoRaWAN终端设备通信的第一无线模块以及用于与LoRa智能家居设备通信的第二无线模块，实现在网关上接入具有LoRaWAN协议的终端以及具有LoRa智能家居协议的设备，将该网关布置在社区或居民家中，既满足了智能家居的应用，又扩展了LoRaWan网络，智慧小区和智能家居的信息汇集到一个云服务平台上，实现小区与家庭的统一调度和反馈，具有极大的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型网关的结构示意图；

图2为本实用新型网关模块的连接示意图。

附图标号说明：

底壳11，面壳12 ，控制模块13，第一无线模块/LoRaWAN无线模块14，第二无线模块/LoRa智能家居无线模块15，第一天线16，第二天线17，网络模块18，电源模块19，存储芯片20，LoRaWAN终端设备21，LoRa智能家居设备22。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型提供了一种双协议LoRa网关，可运行两种模式，模式一运行LoRaWAN标准协议，用于构建智慧小区或智慧城市的物联网；模式二运行适用于智能家居设备的协议，也即本实用新型实施例所述的LoRa智能家居协议，本实用新型实施例中所述的LoRa智能家居协议指代用于智能家居设备的基于LoRa技术的私有协议，能够与智能家居设备通信的协议，在此定义为LoRa智能家居协议只是为了与LoRaWAN区分，其并不只限定于某种LoRa智能家居协议，具体可以根据智能家居设备基于LoRa技术的私有协议确定。

具体参照图1和图2，所述双协议LoRa网关包括壳体11、设置在所述壳体11内的控制模块13、用于与LoRaWAN终端设备21通信的第一无线模块14以及用于与LoRa智能家居设备22通信的第二无线模块15，所述第一无线模块14与所述第二无线模块15分别与所述控制模块13电连接。

具体而言，所述网关为一种网络连接器，所述网关的壳体11内设有电路板，所述电路板上设有所述控制模块13、第一无线模块14以及第二无线模块15，其中，所述第一无线模块14为LoRaWAN无线模块14，内置有LoRaWAN无线协议，可运行LoRaWAN协议；所述第二无线模块15为LoRa智能家居无线模块15，内置有LoRa智能家居无线协议，可运行LoRa智能家居协议。所述控制模块13与所述LoRaWAN无线模块14通过第一UART接口连接，所述控制模块13与LoRa智能家居无线模块15通过第二UART接口连接，实现网关同时支持LoRaWAN和LoRa智能家居设备通信，如此本实施例网关适用于社区或居民家中，实现小区和家居设备的信息统一调度和反馈。

将网关布置在社区或居民家中时，基于社区或居民家中需求网络覆盖面积广，在网关有LoRaWAN终端设备21接入时，控制模块13控制网关运行LoRaWAN协议，通过所述第一无线模块14与LoRaWAN终端设备21通信，网关运行LoRaWAN协议，打开多达8个通道，用于终端设备的数据上行和下行，其通信距离长达1.5公里，扩展了LoRaWan网络，实现网络覆盖面积广的要求。基于智能家居对通信及时性的要求，在网关有LoRa智能家居设备22接入时，控制模块13控制网关运行LoRa智能家居协议，通过第二无线模块15与LoRa智能家居设备22通信，LoRa智能家居无线模块15内置LoRa智能家居私有协议，负责向LoRa智能家居设备22发送控制指令和接收LoRa智能家居设备22上报的信息。其无线频率与LoRaWAN频段错开，以确保LoRa智能家居无线模块15与LoRaWAN无线模块14不会相互干扰，保证与智能家居设备通信的及时性。

在本例中，LoRaWAN使用频段480MHz~500MHz，LoRa智能家居使用470MHz~480MHz，可以第一无线模块14与LoRaWAN终端设备21的通信和第二无线模块15与LoRa智能家居设备22互补干扰。

本实用新型技术方案通过在网关上设置用于与LoRaWAN终端设备21通信的第一无线模块14以及用于与LoRa智能家居设备22通信的第二无线模块15，实现在网关上接入具有LoRaWAN协议的终端以及具有LoRa智能家居协议的设备，将该网关布置在社区或居民家中，既满足了智能家居的应用，又扩展了LoRaWan网络，智慧小区和智能家居的信息汇集到一个云服务平台上，实现小区与家庭的统一调度和反馈，具有极大的应用价值。

进一步地，本实施例所述网关的壳体11上设有第一天线16和第二天线17，所述第一天线16与所述第一无线模块14连接，所述第二天线17与所述第二无线模块15连接，也即所述第一天线16与LoRaWAN无线模块14连接，所述第二天线17与LoRa智能家居无线模块15连接。

具体而言，所述壳体11包括底壳以及面壳12，所述底壳上具有开口，所述控制模块13、第一无线模块14以及第二无线模块15均装设于所述底壳内，所述面壳12用于盖合所述开口，面壳12和底壳用于固定和保护电路板；所述底壳的侧面上设有两个天线孔，所述第一天线16的连接端与所述第一无线模块14连接，自由端通过所述天线孔延伸至所述壳体11外；所述第二天线17的连接端与所述第二无线模块15连接，自由端通过所述天线孔延伸至所述壳体11外。基于天线延伸至所述壳体11外，使得信号接收能力更强。

在本实施例中，所述控制模块13是网关的核心部件，本实施例所述网关还有存储芯片20，所述存储芯片20与控制模块13通过SPI接口连接，用于保存网关参数以及网关的子设备的升级文件，具体通过所述控制模块13控制所述存储芯片20存储网关参数。本实施例存储芯片20在网关接入设备时，存储设备的相关参数，以供服务器调用，且基于存储芯片20可将小区信息与智能家居的信息统一存储，实现统一调度和反馈。

所述网关还包括网络模块18，所述网络模块18与所述控制模块13通过GPIO接口连接，所述控制模块13控制所述网络模块18与互联网云服务器通信，实现网关控制模块13与云服务器通信，基于所述网络模块18，可向网关提供互联网服务。比如，网关可将存储芯片20存储的网关参数基于所述网络模块18上传至云服务器同步存储和处理，同时网关还可以基于所述网络模块18从所述云服务器调取网关参数。

本实施例中，所述网络模块18可以是采用RJ45网卡接入互联网，也可以采用WIFI接入互联网，为网关提供互联网服务。而所述网络模块18与控制模块13之间采用GPIO接口连接。

本实施例所述控制模块13包括主控制器以及辅助控制器，所述第一无线模块14、第二无线模块15、网络模块18、存储芯片20均与所述主控制器连接，而所述辅助控制器与所述主控制器连接，用于辅助所述主控制器控制所述第一无线模块14运行LoRaWAN协议、第二无线模块15运行LoRa智能家居协议、存储芯片20存储网关参数、网络模块18与云服务器通信等。

所述网关还包括电源模块19，所述电源模块19分别与所述存储芯片20、网络模块18、控制模块13、第一无线模块14以及第二无线模块15连接，电源模块19用于给本网关提供稳定可靠的电源，输入电压为5伏，输出电压为3.3伏。所述电源模块19的输出端连接所述控制模块13、存储芯片20、网络模块18、LoRaWAN无线模块14以及LoRa智能家居无线模块15。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种双协议LoRa网关，其特征在于，所述网关包括壳体、设置在所述壳体内的控制模块、用于与LoRaWAN终端设备通信的第一无线模块以及用于与LoRa智能家居设备通信的第二无线模块，所述第一无线模块与所述第二无线模块分别与所述控制模块电连接。

2.如权利要求1所述的双协议LoRa网关，其特征在于，所述第一无线模块为LoRaWAN无线模块，内置有LoRaWAN无线协议，所述控制模块与所述LoRaWAN无线模块通过第一UART接口连接；所述第二无线模块为LoRa智能家居无线模块，内置有LoRa智能家居无线协议，所述控制模块与LoRa智能家居无线模块通过第二UART接口连接。

3.如权利要求2所述的双协议LoRa网关，其特征在于，所述壳体上设有第一天线和第二天线，所述第一天线与所述第一无线模块连接，所述第二天线与所述第二无线模块连接。

4.如权利要求3所述的双协议LoRa网关，其特征在于，所述壳体包括底壳以及面壳，所述底壳上具有开口，所述控制模块、第一无线模块以及第二无线模块均装设于所述底壳内，所述面壳用于盖合所述开口；所述底壳的侧面上设有两个天线孔，所述第一天线的连接端与所述第一无线模块连接，自由端通过所述天线孔延伸至所述壳体外；所述第二天线的连接端与所述第二无线模块连接，自由端通过所述天线孔延伸至所述壳体外。

5.如权利要求1-4任意一项所述的双协议LoRa网关，其特征在于，所述网关还包括存储芯片，所述存储芯片与控制模块通过SPI接口连接，用于保存网关参数以及网关的子设备的升级文件。

6.如权利要求5所述的双协议LoRa网关，其特征在于，所述网关还包括网络模块，所述网络模块与所述控制模块通过GPIO接口连接，用于向网关提供互联网服务。

7.如权利要求6所述的双协议LoRa网关，其特征在于，所述网关还包括电源模块，所述电源模块分别与所述存储芯片、网络模块、控制模块、第一无线模块以及第二无线模块连接，用于提供电源。