CN209120490U - Rtu设备及监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种RTU设备，分别与服务器及采集终端通信，以进行信息传递，该RTU设备包括有主控模块、信号输入/输出模块、有线/无线通信模块、LoRa采集控制模块及LoRa通信模块，该主控模块分别与信号输入/输出模块、有线/无线通信模块、LoRa采集控制模块及LoRa通信模块连接，以控制其工作。该信号输入/输出模块及LoRa采集控制模块分别通过对应的下行接口与采集终端通信连接，该有线/无线通信模块及LoRa通信模块均与服务器通信，以接收并发送信息。本实用新型RTU设备利用LoRa通信协议实现低功耗、距离长的通信，减少信号覆盖盲区，有利于设备长时间、高效地工作。本实用新型还提供了一种监控系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据信息传输领域，尤其涉及一种RTU设备及监控系统。
背景技术
RTU(Remote TerminalUnit)远程终端单元，又称远程终端控制系统，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。RTU(Remote Terminal Unit)是构成企业综合自动化系统的核心装置，其主要监控区域一般为配电房、水泵房等地下区域，传统的RTU设备的数据通信采用有线通信或无线通信，其中，采用有线通信存在布线成本高、布线困难的缺陷，无线通信主要采用2G、3G、4G、WIFI或ZigBee等无线通信技术，具有通信距离短、功耗高、易受到干扰和组网规模上存在局限性的缺点，且由于数据穿透性差，需大量部署信号中继，运维成本高，中继管理困难。
鉴于此，有必要提供一种可解决上述缺陷的低功耗、传输距离远、传输稳定、组网快捷且结构简单的RTU设备及监控系统，以实现数据信息的无延时传输，减少信号覆盖盲区，提高监控的稳定性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低功耗、传输距离远、传输稳定、组网快捷且结构简单的RTU设备及监控系统，以实现数据信息的无延时传输，减少信号覆盖盲区，提高监控的稳定性。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下所述的技术方案：一种RTU设备，分别与服务器及采集终端通信，所述RTU设备包括有主控模块、信号输入/输出模块、有线/无线通信模块、LoRa采集控制模块及LoRa通信模块，所述主控模块分别与所述信号输入/输出模块、有线/无线通信模块、LoRa采集控制模块及LoRa通信模块连接，以控制其工作；所述信号输入/输出模块及LoRa采集控制模块分别与所述采集终端通信，以获取采集终端采集的信息；所述有线/无线通信模块及LoRa通信模块均与所述服务器通信，以接收并发送信息。
其进一步技术方案为：所述有线/无线通信模块包括WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee通信单元及射频通信单元，所述主控模块分别与所述WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee通信单元及射频通信单元连接，以控制其工作。
其进一步技术方案为：所述RTU设备还包括有一电源模块，所述电源模块分别与所述主控模块、信号输入/输出模块、有线/无线通信模块、LoRa采集控制模块及LoRa通信模块连接，以为其提供工作电源。
其进一步技术方案为：所述LoRa采集控制模块及LoRa通信模块均通过UART串口电性连接所述主控模块，以传输信息并接收主控模块发送的控制指令。
为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种监控系统，其包括有多个采集终端、一所述RTU设备及一服务器，所述采集终端包括有LoRa采集终端及第一采集终端，所述LoRa采集终端与所述LoRa采集控制模块通信，所述第一采集终端与所述信号输入/输出模块通信，以发送信息至所述RTU设备，所述服务器包括有LoRa网关，所述LoRa网关与LoRa通信模块通信，以接收并发送信息。
本实用新型的有益技术效果在于：该RTU设备通过设置LoRa采集控制模块实现与采集终端的通信连接，对采集终端采集到的数据进行转换传输，便于实现数据安全性管理，通过设置LoRa通信模块实现LoRa协议通信，将信息传送至服务器，并获取服务器发送的信息，LoRa通信传输距离远，无需部署信号中继，结构简单，运维管理方便，所述监控系统的采集终端包括LoRa采集终端及第一采集终端，所述RTU设备可分别利用信号输入/输出模块及LoRa采集控制模块对各种采集终端的信息进行获取，所述服务器包括LoRa网关，配合LoRa通信模块，实现LoRa通信连接，基于LoRa技术独有的低功耗、传输距离远、传输稳定、组网快捷的特点，能够长期、高效保证信息的实时获取及传输，实现数据信息的无延时传输，减少信号覆盖盲区，提高监控的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型RTU设备的原理框图。
图2是本实用新型监控系统的原理框图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。
参照图1及图2，在本实施例中，所述RTU设备110分别与服务器120及采集终端130通信，以进行信息传递，所述RTU设备110包括有主控模块111、信号输入/输出模块112、有线/无线通信模块113、LoRa采集控制模块114及LoRa通信模块115，所述主控模块111分别与所述信号输入/输出模块112、有线/无线通信模块113、LoRa采集控制模块114及LoRa通信模块115连接，以控制其工作。所述信号输入/输出模块111及LoRa采集控制模块114分别通过对应的下行接口与所述采集终端130通信连接，以获取采集终端130采集的信息。所述有线/无线通信模块113及LoRa通信模块115均与所述服务器120通信，以接收并发送信息。所述RTU设备110用于获取多个采集终端130采集的数据信息并发送至服务器120，实现信息交流，以对环境进行监控，对信息进行收集管理。
其中，所述采集终端130包括传感器，该传感器可为压力传感器、液位传感器或温湿度传感器等检测传感器。所述RTU设备110的LoRa采集控制模块114与所述主控模块111连接，所述LoRa采集控制模块114与采集终端130通信，则所述RTU设备110可利用LoRa协议与采集终端130实现通信，以将串口数据转换成LoRa无线信号，对数据进行安全性管理，实现采集终端130与RTU设备110的信息交流，从而利用主控模块111进行采集终端130与RTU设备110之间的入网认证，同时，所述主控模块111采用载波侦听多路访问/碰撞避免(CSMA/CA)算法进行信道冲突检测，避免信息传输过程中产生信道碰撞，提高信息传输的安全性和可靠性。当然，具体地，所述RTU设备110还可通过所述信号输入/输出模块111对应的下行接口与采集终端130通信，其中，所述信号输入/输出模块111对应的下行接口包括有AI、AO、DI、DO及RS485接口，所述采集终端130可通过上述对应的下行接口与所述信号输入/输出模块111通信连接，实现信息传递与数据交流。
所述RTU设备110的LoRa通信模块115与所述主控模块111连接，所述LoRa通信模块115与服务器120通信，则所述RTU设备110可利用LoRa协议与服务器120实现通信，实现数据交流，基于LoRa技术独有的低功耗、传输距离远、传输稳定、组网快捷的特点，能够长期、高效保证信息的实时获取及传输，实现数据信息的无延时传输，减少信号覆盖盲区，提高监控的稳定性。利用LoRa协议实现服务器120与RTU设备110之间的信息交流及数据传递，通信无碰撞，可最大化利用带宽，没有重传延时，提高通信网络整体服务质量，降低通信功耗，结构简单，操作方便简洁，无需任何网络维护，极大降低了用户的使用复杂度和维护成本。
当然，所述RTU设备110还可通过有线/无线通信模块113与服务器120进行有线通信或无线通信，进行数据信息传输。优选地，所述有线/无线通信模块113包括WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee通信单元及射频通信单元，所述主控模块111分别与所述WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee通信单元及射频通信单元连接，以控制其工作。所述射频通信单元包括有用于接收并发射2G、3G和/或4G信号的天线以实现射频信号的接收和发射，从而实现RTU设备110与服务器120之间的无线通信。
优选地，在本实施例中，所述RTU设备110还包括有一电源模块116，所述电源模块116分别与所述主控模块111、信号输入/输出模块112、有线/无线通信模块113、LoRa采集控制模块114及LoRa通信模块115连接，以为其提供工作电源。
具体地，所述LoRa采集控制模块114及LoRa通信模块115均通过UART串口电性连接所述主控模块111，以实现主控模块111与LoRa采集控制模块114及LoRa通信模块115之间的信息的转换传输，同时有利于LoRa采集控制模块114及LoRa通信模块115接收主控模块111发送的控制指令。
继续参照图2，优选地，在本实施例中，所述监控系统包括有多个采集终端130、一所述RTU设备110及一服务器120，所述采集终端130包括有LoRa采集终端131及第一采集终端132，所述LoRa采集终端与所述LoRa采集控制模块114通信，所述第一采集终端132与所述信号输入/输出模块112通信，以发送采集到的信息至所述RTU设备110，所述服务器120包括有LoRa网关121，所述LoRa网关121与LoRa通信模块115通信，以接收并发送信息。
其中，所述第一采集终端132包括有传感器，其通过所述信号输入/输出模块112对应的下行接口与信号输入/输出模块112通信，将采集到的信息传送至RTU设备110。所述LoRa采集终端131包括有传感器及LoRa通信单元，所述LoRa采集终端131的LoRa通信单元与所述LoRa采集控制模块114通信，将采集到的信息传送至RTU设备110。所述服务器120通过设置有LoRa网关121实现与LoRa通信模块115之间利用LoRa协议的通信连接，基于LoRaTM扩频调制解调技术，可有效提高所述LoRa网关131与LoRa通信模块115之间的通信距离，且抗阻塞、灵敏度高，网络内所有通信无碰撞，实现宽带的最大化利用，没有重传延时。当然，在本实施例中，所述RTU设备110可通过有线/无线通信模块113与服务器120实现有线或无线通信。
基于上述设计，工作时，所述RTU设备的主控模块创建设备任务，利用LoRa采集控制模块与LoRa采集终端实现通信，从而实现RTU设备与LoRa采集终端之间的入网认证，进而获取LoRa采集终端采集的信息，同时利用信号输入/输出模块获取第一采集终端采集到的信息，LoRa采集控制模块及信号输入/输出模块将获得的信息发送至主控模块，主控模块发送控制指令控制LoRa通信模块工作，LoRa通信模块与LoRa网关通信连接，将获得的信息发送至服务器，当然，主控模块亦可控制有线/无线通信模块工作，与服务器之间实现有线或无线通信，将获得的信息发送至服务器；同时，服务器可通过有线通信方式、LoRa通信方式或2G、3G、4G、WiFi、蓝牙或ZigBee的无线通信方式下发信息至RTU设备，主控模块可根据下发的信息中的终端ID寻找对应的下行接口，控制信号输入/输出模块或LoRa采集控制模块下发信息给对应的采集终端。
综上所述，本实用新型RTU设备通过设置LoRa采集控制模块与采集终端通信，设置LoRa通信模块与服务器通信，利用LoRa协议实现信息传递交流，传输距离远，无需部署信号中继，结构简单，操作方便，基于LoRa技术独有的低功耗、通信距离远、传输稳定、组网快捷的特点，实现长期、高效保证RTU设备的工作，而且通信无碰撞，可最大化利用带宽，没有重传延时，提高通信网络整体服务质量，降低通信功耗，无需任何网络维护，极大降低了用户的使用复杂度和维护成本。所述监控系统的采集终端包括第一采集终端及LoRa采集终端可实现利用对应的下行接口通过信号输入/输出模块或LoRa采集控制模块实现采集终端与RTU设备之间的通信，从而实现信息交流，提供多种信息传递的渠道，监控系统的服务器包括LoRa网关，可实现服务器与RTU设备的LoRa通信模块的LoRa通信，而且RTU设备可通过有线/无线通信模块与服务器有线通信或无线通信，提供多种回传网络，增加设备的接入容量，实现信息的无延时传输，减少信号覆盖盲区，提高监控的稳定性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种RTU设备，分别与服务器及采集终端通信，其特征在于，所述RTU设备包括有主控模块、信号输入/输出模块、有线/无线通信模块、LoRa采集控制模块及LoRa通信模块，所述主控模块分别与所述信号输入/输出模块、有线/无线通信模块、LoRa采集控制模块及LoRa通信模块连接，以控制其工作；所述信号输入/输出模块及LoRa采集控制模块分别与所述采集终端通信，以获取采集终端采集的信息；所述有线/无线通信模块及LoRa通信模块均与所述服务器通信，以接收并发送信息。
2.如权利要求1所述的RTU设备，其特征在于，所述有线/无线通信模块包括WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee通信单元及射频通信单元，所述主控模块分别与所述WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee通信单元及射频通信单元连接，以控制其工作。
3.如权利要求1所述的RTU设备，其特征在于，所述RTU设备还包括有一电源模块，所述电源模块分别与所述主控模块、信号输入/输出模块、有线/无线通信模块、LoRa采集控制模块及LoRa通信模块连接，以为其提供工作电源。
4.如权利要求1所述的RTU设备，其特征在于，所述LoRa采集控制模块及LoRa通信模块均通过UART串口电性连接所述主控模块，以传输信息并接收主控模块发送的控制指令。
5.一种监控系统，其特征在于，所述监控系统包括有多个采集终端、一上述权利要求1至4任一项所述的RTU设备及一服务器，所述采集终端包括有LoRa采集终端及第一采集终端，所述LoRa采集终端与所述LoRa采集控制模块通信，所述第一采集终端与所述信号输入/输出模块通信，以发送信息至所述RTU设备，所述服务器包括有LoRa网关，所述LoRa网关与LoRa通信模块通信，以接收并发送信息。
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| CN111258616A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-06-09 | 深圳市东深电子股份有限公司 | 基于lora通信的水利rtu采集功能升级方法 |
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