CN208890483U - 一种基于LoRa技术的电源分配系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于LoRa技术的电源分配系统，涉及电力技术领域，该系统包括一个主PDU设备和若干个从PDU设备，主PDU设备和从PDU设备中分别包括LoRa模组，主PDU设备通过LoRa无线通信技术分别与各个从PDU设备建立无线通信连接，主PDU设备还通过以太网接口与上位机建立有线通信连接；本申请利用LoRa无线通信技术实现多台PDU设备之间的无线组网，在实现对用电设备的工作状态的实时远程监控的同时，减少了空间布线，更为简洁可靠，且传输距离远、功耗低、抗干扰能力强、灵敏度高、成本更低。

Description

一种基于LoRa技术的电源分配系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，尤其是一种基于LoRa技术的电源分配系统。

背景技术

随着能源行业和互联网应用的发展，各行业的数据中心越来越多，数据中心承载的路由器、交换机、防火墙、服务器等重要网络设备和业务服务设备越来越复杂，堆放集中，且具有较高的安全性要求和严格的中断时间限制。除此之外，掌握UPS(UninterruptiblePower System/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)、精密空调设备、通风设备、视频监控设备和门禁系统等设备的用电情况和运行情况也非常重要，因此，数据中心需要安全性能更高，且能够实时获取并能在线监控和控制机房内各用电设备的电力能源设备，目前比较常用的是PDU设备(Power Distribution Unit，电源分配单元)。

为了实现在线监控和控制，目前PDU设备设计有以太网网口，数据中心通过该以太网实时监控各用电设备，但这样设计有如下缺点：数据中心通常会配置多台PDU设备，每一台PDU设备都需要外接以太网网线至交换机，这样会导致外接的以太网网线的数量非常多，导致空间布线复杂，同时对接入的交换机的接口数量也有较高要求，另一方面，以太网的设计方案成本也比较高。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于LoRa技术的电源分配系统，该系统通过LoRa无线通信技术实现多台PDU设备的无线组网，连接方式更为简洁高效，且成本更低。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于LoRa技术的电源分配系统，该电源分配系统包括：主PDU设备和N个从PDU设备，N为正整数；

主PDU设备包括主处理器和主LoRa模组，主处理器至少包括以太网接口、SPI接口和电源接口，主处理器通过SPI接口连接主LoRa模组，主处理器中的电源接口用于连接系统电源；

每个从PDU设备包括从处理器和从LoRa模组，从处理器至少包括SPI接口和电源接口，从处理器通过SPI接口连接从LoRa模组，从处理器中的电源接口用于连接系统电源；

主PDU设备中的主LoRa模组分别与各个从PDU设备中的从LoRa模组建立无线通信连接，主PDU设备还通过主处理器中的以太网接口与上位机建立有线通信连接。

其进一步的技术方案为，主处理器的型号为ATSAMA5D36A，从处理器的型号为STM32F207，主LoRa模组和从LoRa模组均采用型号为ATK-lora-01的模组。

本实用新型的有益技术效果是：

本申请公开了一种基于LoRa技术的电源分配系统，该系统利用LoRa无线通信技术实现多台PDU设备之间的无线组网，组网信息最终通过一台主PDU设备传输至上位机，可以进一步传输至监控中心，在实现远程监控接入各个PDU设备的用电设备的工作状态的功能的同时，减少了空间布线，无线传输的方式更为简洁可靠，且得益于LoRa技术的优良性能，本申请具有传输距离远、功耗低、抗干扰能力强、灵敏度高和低成本等优点。

附图说明

图1是本申请公开的电源分配系统的应用场景示意图。

图2是本申请公开的电源分配系统的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种基于LoRa技术的电源分配系统，请参考图1示出的该系统的架构图，该电源分配系统包括一个主PDU设备10和N个从PDU设备20，N为正整数，图1以N＝4为例。主PDU设备10与上位机30有线连接，主PDU设备10分别与各个从PDU设备20无线连接，本申请对主PDU设备10和从PDU设备20的结构介绍如下：

请参考图2，主PDU设备10包括主处理器和主LoRa模组，主处理器至少包括以太网接口、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)接口和电源接口，本申请中的主处理器采用型号为ATSAMA5D36A的处理器实现，主LoRa模组采用型号为ATK-lora-01的模组。主处理器通过SPI接口连接主LoRa模组，主处理器中的电源接口用于连接系统电源。在实际实现时，主处理器通常还包括外设接口，该外设接口用于连接Usb(Universal SerialBus，通用串行总线)、屏幕、各类传感器以及调试口等。

每个从PDU设备20包括从处理器和从LoRa模组，从处理器至少包括SPI接口和电源接口，本申请中的从处理器采用型号为STM32F207的处理器实现，从LoRa模组也采用型号为ATK-lora-01的模组。从处理器通过SPI接口连接从LoRa模组，从处理器中的电源接口用于连接系统电源。在实际实现时，从处理器中也会包括外设接口，该外设接口用于连接Usb(Universal Serial Bus，通用串行总线)、屏幕、各类传感器以及调试口等。

主PDU设备10通过主处理器中的以太网接口采用以太网网线连接上位机30，实现主PDU设备10与上位机30之间的有线连接。主PDU设备10中的主LoRa模组与各个从PDU设备20中的从LoRa模组分别建立无线通信连接，实现主PDU设备10与各个从PDU设备20之间的无线连接。

本申请公开的电源分配系统应用在数据中心时，主PDU设备10连接上位机30，主PDU设备10和各个从PDU设备20分别连接数据中心的用电设备并采集状态信息，从PDU设备20将状态信息通过LoRa无线传输到主PDU设备10，主PDU设备10汇集各个PDU设备的状态信息后传送至上位机30，实现在线监控。本申请中主PDU设备10和从PDU设备20之间采用LoRa技术实现无线传输，具有以下几个优点：

(1)、传输距离远。由于LoRa接收灵敏度可以达到-148dBm，使其在同样的输出功率下，传输距离可以更远，能达到3-10公里。

(2)、功耗低。与其他无线传输方案的对比如下，由对比可以清晰的看出，LoRa能够实现在超长距离上的超低功耗传输：

无线传输方案	最远传输距离	最高传输速率	最低接收功耗
				Bluetooth	15m	2M/s	6mA
WiFi	100m	54M/s	105mA
				ZigBee	75m	250KB/s	2mA
LoRa	15km	600KB/s	3mA

(3)、抗干扰能力强。LoRa是基于扩频技术，线性调制扩频的一个变种，具有前向纠错功能，可以将数据从噪声中分辨提取出来。

(4)、灵敏度好。LoRa的调制技术对信号进行频谱扩宽处理，在等同的数据速率条件下，它的扩频调制方式可以获得比传统FSK调制方式高8-10dB的灵敏度。

(5)、成本低。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于LoRa技术的电源分配系统，其特征在于，所述电源分配系统包括：主PDU设备和N个从PDU设备，N为正整数；

所述主PDU设备包括主处理器和主LoRa模组，所述主处理器至少包括以太网接口、SPI接口和电源接口，所述主处理器通过所述SPI接口连接所述主LoRa模组，所述主处理器中的电源接口用于连接系统电源；

每个所述从PDU设备包括从处理器和从LoRa模组，所述从处理器至少包括SPI接口和电源接口，所述从处理器通过所述SPI接口连接所述从LoRa模组，所述从处理器中的电源接口用于连接系统电源；

所述主PDU设备中的所述主LoRa模组分别与各个所述从PDU设备中的从LoRa模组建立无线通信连接，所述主PDU设备还通过所述主处理器中的以太网接口与上位机建立有线通信连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述主处理器的型号为ATSAMA5D36A，所述从处理器的型号为STM32F207，所述主LoRa模组和所述从LoRa模组均采用型号为ATK-lora-01的模组。