CN208891079U - 基于lora技术的设备监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于lora技术的设备监控系统。所述设备监控系统包括设备、lora节点、lora网关、服务器和客户端，lora节点连接设备和lora网关，服务器连接lora网关和客户端，lora节点采集设备相关数据并与预先设定于客户端的限值进行比较，若比较结果为超出限值范围，则lora节点发出相应类型的告警信号至lora网关，lora网关接收后转发至服务器，服务器根据告警信号的类型做出相应的处理。设备控制方式包括手动和自动控制两种方式。本实用新型提供的设备监控系统通过基于lora的无线网络对设备进行监测与控制，具有部署方便、网络结构简单、故障监测实时智能、数据查看方便、设备远程可控的特点，实现了实时监测异常、记录运行数据和远程实时控制的目的。

Description

基于lora技术的设备监控系统

技术领域

本实用新型涉及设备智能控制系统，尤其涉及一种基于lora技术的设备监控系统。

背景技术

目前国内常规的对各类设备的管理方式是：安排专业或者非专业维护人员进行设备的巡视及定期巡查并进行手工记录。但是随着信息化的飞速发展和设备数据的日积月累，传统的管理方式和数据手工记录模式已不能满足现代化的发展要求，尤其是对危险源的实时监控、对设备信息的实时采集、数据统计和查询共享化方面，加之在网络规模大、设备数量多、种类复杂、专业综合管理人员非常匮乏的情况下，若缺乏有效的监控和故障诊断系统更无法有效划分管理职责、保证生产质量、提高工作效率、降低生产成本、减轻工作人员任务量和危险性。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述技术问题，提供一种科学智能、控制方便，能实现异常实时监测、数据定时时采集和远程设备控制的基于lora技术的设备监控系统。

一种基于lora技术的设备监控系统，包括设备、lora节点、lora网关、服务器和客户端，所述lora节点连接所述设备和所述lora网关，所述服务器连接所述lora网关和所述客户端，所述lora节点采集所述设备的参数并与预先设定于所述客户端的阈值进行比较，若参数超出阈值范围，则所述lora节点发出相应类型的告警信号至所述lora网关，所述lora网关接收后转发至所述服务器，所述服务器根据告警信号的类型做出相应的处理。

在本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的一种较佳实施例中，所述设备包括电表、水表、空调控制器、变压器、电动机、路灯控制器、污水处理设备、生产设备中的一种或多种的组合；所述设备的参数根据设备类型不同而不同；所述lora网关根据用户设定的轮询间隔定时发送轮询命令给所述设备，获取用户设定的需要轮询的相关参数，并上传至所述服务器。

在本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的一种较佳实施例中，所述lora节点包括MCU模块、及分别与所述MCU模块连接的lora模块、模拟量采集模块、模拟量输出模块、RS485模块、数字量输入模块、数字量输出模块、频率采集模块、脉冲采集模块、AC/DC模块和PWM模块，所述lora模块与所述lora网关连接，所述RS485模块与所述设备连接和通信，所述模拟量采集模块、所述模拟量输出模块、所述数字量输入模块、所述数字量输出模块、所述频率采集模块、所述脉冲采集模块、所述PWM模块皆分别与所述设备连接。

在本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的一种较佳实施例中，所述lora网关包括主控系统、及分别与所述主控系统连接的通信模块、lora模块、POE电源、应急电源和AC/DC电源，所述lora网关通过所述通信模块与所述服务器连接和通信，通过所述lora模块与所述lora节点连接和通信。

在本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的一种较佳实施例中，所述通信模块包括分别与所述主控系统连接的RS485模块、2/3/4g模块、NBlot模块、eMTC模块、有线以太网模块、wifi模块，所述lora网关通过所述2/3/4g模块、所述有线以太网模块、所述wifi模块、所述RS485模块、所述NBlot模块、所述eMTC模块中的一种或多种方式结合与所述服务器进行连接和通信。

在本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的一种较佳实施例中，一个所述lora网关与多个所述lora节点连接和通信，所述lora网关的数量为多个。

在本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的一种较佳实施例中，用户可以通过所述客户端与所述服务器进行通信以查看相应历史数据，同时通过所述客户端发送控制命令给所述服务器，所述服务器接收后将控制命令传输至所述lora网关，所述lora网关转发给所述lora节点，所述lora节点解析控制命令并发出控制信号；用户通过所述客户端设定输出量的控制规则，并将控制规则通过所述服务器发送给所述lora网关，并存储于所述lora网关，所述lora网关根据设定的控制规则决定是否发送以及发送什么控制命令给所述lora节点，所述lora节点解析控制命令并发出控制信号。

在本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的一种较佳实施例中，所述lora节点发出的所述控制信号是：通过所述RS485模块发出的一串控制命令、通过所述lora模块发出一串控制命令、输出电压模拟信号、输出电流模拟信号、输出开关量信号、输出PWM信号和输出电平信号中的任意一种或多种的结合。

在本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的一种较佳实施例中，一个所述服务器连接多个所述客户端，所述服务器的数量为多个。

在本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的一种较佳实施例中，所述客户端包括PC客户端和/或移动终端。

与现有技术相比，本实用新型提供的设备监控系统对设备进行监测与控制，系统部署方便、网络结构简单、故障监测实时智能、数据查看方便、设备远程可控，具有以下有益效果：

一、数据查看：通过PC客户端和/或移动终端方便查看所有设备的历史数据、告警信息等等。

二、异常告警：通过PC客户端软件和移动终端软件设定所述设备某变量的限值。所述lora节点监控所述设备变量，当采集到所述设备相关数据后，与所述客户端设定的限值进行比较，看是否在正常范围之内，若不是，则发出告警给所述lora网关，所述lora网关转发给所述服务器，所述服务器根据告警的类型，做相应的处理，通知运维人员及时处理。

三、设备控制：分两种控制方式，一是手动控制，即通过PC客户端软件和移动终端软件直接发送控制命令给所述服务器，所述服务器将控制命令传输给所述lora网关，所述lora网关将控制命令传输给所述lora节点，所述lora节点解析控制命令，通过控制模拟量输出、开关量输出、PWM输出等来实现控制信号的输出，从而实现对设备的控制。二是自动控制，通过PC客户端和/或移动终端可以设定控制规则，通过所述服务器下发并存储到所述lora网关，由所述lora网关根据控制规则实现自动控制所述设备。可以实现诸如路灯根据时间自动开关和亮度调节、灯根据光照强度自动调节、水泵根据液位自动启动和停止等等。

四、通过所述服务器可以共享给多个PC客户端和/或移动终端，实现实时数据共享。

五、所述设备不限种类，可根据需要选配，适用范围广，尤其在减轻工作人员任务量和危险性方面更具优势。

六、基于lora的设备监控系统采用的是无线技术，非常适合于所述设备多，且分布广的使用场景。相比于有线系统，免去了布线的麻烦，工程安装方便快捷。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的结构示意图；

图2为图1所示lora节点的结构示意图；

图3为图1所示lora网关的结构示意图；

图4为所述设备监控系统工作流程图。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。

请参阅图1，为本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统的结构示意图。所述监控系统1包括设备11、lora节点12、lora网关13、服务器14和客户端15。

所述设备11、所述lora节点12、所述lora网关13、所述服务器14和所述客户端15依次连接。

所述设备11包括电表、水表、空调控制器、变压器、电动机、路灯控制器、污水处理设备、生产设备中的一种或多种的组合，但不限于此，一切需要或用于监控的仪器仪表皆可选配。

请参阅图2，所述lora节点12包括MCU模块121、及分别与所述MCU模块121连接的lora模块122、模拟量采集模块123、模拟量输出模块124、RS485模块125、数字量输入模块126、数字量输出模块127、频率采集模块128、脉冲采集模块129、AC/DC模块120和PWM模块6。所述lora模块122与所述lora网关13连接，所述RS485模块125与所述设备11连接和通信，所述模拟量采集模块123、所述模拟量输出模块124、所述数字量输入模块126、所述数字量输出模块127、所述频率采集模块128、所述脉冲采集模块129、所述PWM模块6皆与所述设备11连接。

所述MCU模块121为微处理器，用于完成取指令、执行指令，以及与外界部件交换信息等操作。

所述AC/DC模块120为所述lora节点12连接市电或太阳能电源。

所述lora模块122用于与所述lora网关13进行连接和通信。

所述RS485模块125用于与所述设备11连接和通信，从而读取所述设备11的相应数据，设备选择不同，读取的数据也不尽相同。

所述模拟量采集模块123、所述数字量输入模块126、所述频率采集模块128、所述脉冲采集模块129分别用于直接采集所述设备11的模拟量输入、开关量输入、频率输入和脉冲输入，实现信号采集，再通过所述模拟量输出模块124、所述数字量输出模块127、所述PWM模块6实现模拟量输出、开关量输出和PWM输出等功能，实现对所述设备11的控制。

请参阅图3，所述lora网关13包括主控系统131、及分别与所述主控系统131连接的通信模块、lora模块137、POE电源138、应急电源139、AC/DC电源3和SD卡2。

所述主控系统131用于完成取指令、执行指令，以及与外界部件交换信息等操作。

所述通信模块包括RS485模块132、2/3/4g模块133、NBlot模块130、eMTC模块134、有线以太网模块135和wifi模块136。

所述RS485模块132、所述2/3/4g模块133、所述NBlot模块130、所述eMTC模块134、所述有线以太网模块135、所述wifi模块136分别与所述主控系统131连接。所述lora网关13通过所述2/3/4g模块133、所述有线以太网模块135、所述wifi模块136、所述RS485模块132、所述NBlot模块130、所述eMTC模块134中的一种或多种方式结合与所述服务器14进行连接和通信。

所述POE电源138和所述AC/DC电源3用于给所述lora网关13提供POE电源或AC220V电源。

所述应急电源139用于当所述lora网关13外部供电断开时，进行无缝切换为其提供电能，以便向所述服务器14发送断电告警以及断电后维持系统继续运行一段时间。

所述SD卡2用于数据存储。

所述lora网关13通过所述lora模块137与所述lora节点12的所述lora模块122连接和通信。优选的，一个所述lora网关13与多个所述lora节点12连接和通信。所述lora网关13根据用户设定的轮询间隔定时发送轮询命令给所述设备11，获取用户设定的需要轮询的相关数据，并上传到所述服务器14。

所述服务器14连接所述lora网关13和所述客户端15，实现对所述lora网关13的通信管理、设备管理、数据采集与存储、数据展示、事件告警通知等等，以及实现所述客户端15的数据实时共享，具体的所述服务器14可连接多个所述客户端15。

所述客户端15包括PC客户端和/或移动终端，用于实现告警信息的查看、历史数据查看和所述设备控制功能，可以设定所述设备11的控制规则，同时还可设定所述设备11的相关数据的限值范围。具体的，PC客户端提供用户在PC端的应用软件。移动终端提供用户在手机、平板电脑等移动设备上的应用软件。具体工作过程是，用户可以通过所述客户端15与所述服务器14进行通信，查看相应历史数据；同时，用户还可以通过所述客户端15发送控制命令给所述服务器14，所述服务器14发送控制命令给所述lora网关13，所述lora网关13发送控制命令给所述lora节点12，所述lora节点12解析控制命令，发出控制信号，此为手动控制。另外，用户还可以通过所述客户端15设定输出量的控制规则，并将控制规则通过所述服务器14发送给所述lora网关13，并存储在所述lora网关13，所述lora网关13根据设定的控制规则决定是否发送以及发送什么控制命令给所述lora节点12，所述lora节点12解析控制命令，发出控制信号，此为自动控制。具体的，所述lora节点12发出的控制信号可能是通过所述RS485模块132发出一串控制命令、通过所述lora模块137发出一串控制命令、输出电压模拟信号、输出电流模拟信号、输出开关量信号、输出PWM信号和输出电平信号等，但不限于上述方式。

请参阅图4，为所述设备监控系统工作流程图。所述lora节点12采集所述设备11相关数据并与预先在所述客户端15设定的限值进行比较。若比较结果为超出限值范围，则发出相应类型的告警信号至所述lora网关13，所述lora网关13接收后转发至所述服务器14，所述服务器14根据告警信号的类型做出相应的处理，同时发送至所述客户端15实现数据实时共享。若比较结果为未超出限值范围，则所述lora节点12继续采集数据。相应的处理根据告警类型和设备类型具体而定，例如：一台设备异常停机，则自动启动备用设备；若检测到的灯照度值没有达到设定值，则灯的亮度继续增加；若检测到液位低于最低限值，则自动启动加水设备，当液位达到最高限值，则自动关闭加水设备；当温度高于设定值，则开启风机运行，等等。

与现有技术相比，本实用新型提供的基于lora技术的设备监控系统1具有以下有益效果：

一、通过PC客户端端和/或移动终端方便查看所有设备的历史数据，并通过PC客户端软件和移动终端软件设定所述设备11的限值，即通过控制模拟量输出、开关量输出、PWM输出等来实现控制信号的输出，从而实现对所述设备11的控制。

二、监测科学智能：所述lora节点12采集到所述设备11相关数据后，与所述客户端15设定的限值进行比较，看是否在正常范围之内，若不是，则发出告警给所述lora网关13，所述lora网关13转发给所述服务器14，所述服务器14根据告警的类型，做相应的处理，通知运维人员及时处理。

三、通过所述服务器14可以共享给多个PC客户端和/或移动终端，实现实时数据共享。

四、所述设备11不限种类，可根据需要选配，适用范围广，尤其在减轻工作人员任务量和危险性方面更具优势。

五、基于lora的设备监控系统1采用的是无线技术，非常适合于设备多，且分布广的使用场景。相比于有线系统，免去了布线的麻烦，工程安装方便快捷。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，包括设备、lora节点、lora网关、服务器和客户端，所述lora节点连接所述设备和所述lora网关，所述服务器连接所述lora网关和所述客户端，所述lora节点采集所述设备的参数并与预先设定于所述客户端的阈值进行比较，若参数超出阈值范围，则所述lora节点发出相应类型的告警信号至所述lora网关，所述lora网关接收后转发至所述服务器，所述服务器根据告警信号的类型做出相应的处理。

2.根据权利要求1所述基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，所述设备包括电表、水表、空调控制器、变压器、电动机、路灯控制器、污水处理设备、生产设备中的一种或多种的组合；所述设备的参数根据设备类型不同而不同；所述lora网关根据用户设定的轮询间隔定时发送轮询命令给所述设备，获取用户设定的需要轮询的相关参数，并上传至所述服务器。

3.根据权利要求1所述基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，所述lora节点包括MCU模块、及分别与所述MCU模块连接的lora模块、模拟量采集模块、模拟量输出模块、RS485模块、数字量输入模块、数字量输出模块、频率采集模块、脉冲采集模块、AC/DC模块和PWM模块，所述lora模块与所述lora网关连接，所述RS485模块与所述设备连接和通信，所述模拟量采集模块、所述模拟量输出模块、所述数字量输入模块、所述数字量输出模块、所述频率采集模块、所述脉冲采集模块、所述PWM模块皆分别与所述设备连接。

4.根据权利要求3所述基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，所述lora网关包括主控系统、及分别与所述主控系统连接的通信模块、lora模块、POE电源、应急电源和AC/DC电源，所述lora网关通过所述通信模块与所述服务器连接和通信，通过自身的所述lora模块与所述lora节点连接和通信。

5.根据权利要求4所述基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，所述通信模块包括分别与所述主控系统连接的RS485模块、2/3/4g模块、NBlot模块、eMTC模块、有线以太网模块、wifi模块，所述lora网关通过所述2/3/4g模块、所述有线以太网模块、所述wifi模块、所述RS485模块、所述NBlot模块、所述eMTC模块中的一种或多种方式结合与所述服务器进行连接和通信。

6.根据权利要求5所述基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，一个所述lora网关与多个所述lora节点连接和通信。

7.根据权利要求6所述基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，用户可以通过所述客户端与所述服务器进行通信以查看相应历史数据，同时通过所述客户端发送控制命令给所述服务器，所述服务器接收后将控制命令传输至所述lora网关，所述lora网关转发给所述lora节点，所述lora节点解析控制命令并发出控制信号；用户通过所述客户端设定输出量的控制规则，并将控制规则通过所述服务器发送给所述lora网关，并存储于所述lora网关，所述lora网关根据设定的控制规则决定是否发送以及发送什么控制命令给所述lora节点，所述lora节点解析控制命令并发出控制信号。

8.根据权利要求7所述基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，所述lora节点发出的所述控制信号是：通过所述RS485模块发出的一串控制命令、通过所述lora模块发出一串控制命令、输出电压模拟信号、输出电流模拟信号、输出开关量信号、输出PWM信号和输出电平信号中的任意一种或多种的结合。

9.根据权利要求1所述基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，一个所述服务器连接多个所述客户端。

10.根据权利要求1所述基于lora技术的设备监控系统，其特征在于，所述客户端包括PC客户端和/或移动终端。