CN209641058U - 一种基于LoRa传输的采集设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于LoRa传输的采集设备，包括，LoRa模块，为基于LoRa协议的传输模块；电源模块，用于为所有用电设备供电；主控MCU模块，为设备的主控模块，用于收发、解析控制指令、控制与之通讯设备的运行；震动模块，用于检测整个设备的震动情况；水浸传感器模块，用于检测当前设备的的浸水情况；温度传感器模块，用于测量设备的温度情况；LoRa模块、震动模块、水浸传感器模块、温度传感器模块分别与主控MCU模块通讯连接。本实用新型采用低功耗传输协议LoRa模块解决广域物联网场景中设备的耗电问题；通过采用大电池供电方式充分解决了广域物联网设备的外接供电问题，以及安装的便利性，具有较好的普适性能。

Description

一种基于LoRa传输的采集设备

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集设备，特别是涉及一种基于LoRa传输的采集设备。

背景技术

目前，在物联网领域内，低功耗广域物联网设备将是未来物联网不断延申的边际设备，但是低功耗设备最终要的问题一个是供电问题，另外一个是如何做到设备的低功耗一直是行业的难点。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于LoRa传输的采集设备，其具有较低的能耗，且通过大电池供电能够证长时间使用。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于LoRa传输的采集设备，包括，

LoRa模块，为基于LoRa协议的传输模块；

电源模块，用于为所有用电设备供电；

主控MCU模块，为设备的主控模块，用于收发、解析控制指令、控制与之通讯设备的运行；

震动模块，用于检测整个设备的震动情况；

水浸传感器模块，用于检测当前设备的浸水情况；

温度传感器模块，用于测量设备的温度情况；

LoRa模块、震动模块、水浸传感器模块、温度传感器模块分别与主控MCU 模块通讯连接；

电源模块分别对LoRa模块、震动模块、水浸传感器模块、温度传感器模块、主控MCU模块供电。

优选地，水浸传感器模块采用短路检测方案控制保护电路；温度传感器的采用AD检测电路；震动传感器采用频率检测电路。

优选地，还包括，底座、防护罩，底座上设置有密封凸板，密封凸板装入防护罩内且与防护罩密封装配；

所述的密封凸板上固定有槽板、内接组件、外接组件、电池隔板、电池固定扣、电池隔条，电源模块两端分别与电池隔条和电池隔板卡紧，电池固定扣上设置有压紧部分，所述的压紧部分与电源模块顶面压紧，从而固定电源模块，电池固定扣采用弹性材料制成；

所述的槽板上设置有卡槽，所述的卡槽内卡装有LoRa模块，所述的LoRa 模块的天线穿出防护罩，且用于收发无线信息。

优选地，防护罩上设置有外接槽，所述的外接槽用于与安装充电接口或其它接口，且外接槽通过防尘塞的密封部分密封；

优选地，所述的电池隔板上设置有隔板缺槽，隔板缺槽用于方便电池与电路板之间线路的通过。

优选地，所述的槽板上方固定有防护板，防护板上设置有让位槽，让位槽用于方便电路板与LoRa模块之间线路的穿过。

优选地，所述的密封凸板上还设置有支撑条，电路板固定在支撑条上。

优选地，所述的内接组件，包括，固定在密封凸板上的固定筒、可拆卸的罩筒，所述的固定筒内部为固定内筒，且固定筒上还设有第一装配孔、第一压紧孔；

所述的罩筒内侧顶部固定有卡筒，卡筒内部设置有卡孔，内压件的顶部装入卡孔内，且所述的卡筒通过顶部的驱动环与驱动柱一端通过螺纹旋合装配，所述的驱动环与卡片顶部连接固定，卡片至少有两块、且均匀分布驱动环周向上，多个卡片之间的间距在由上至下方向上逐渐变大，形成喇叭形状，所述的卡片具有弹性；

所述的驱动柱另一端穿过驱动限位环后穿出罩筒且与旋钮连接固定，所述的驱动限位环通过螺纹旋合装配在驱动柱上；

所述的罩筒底部设置有通槽，所述的通槽与压块可滑动装配，所述的压块上设置有让位孔、移动孔、驱动孔，驱动螺栓穿过第一压紧孔、让位孔、驱动孔、移动孔后与第二限位环装配固定，第二限位环装入移动孔内、且与之可在驱动螺栓轴向上移动；

所述的让位孔与第一限位环装配，第一限位环固定在驱动螺栓上，驱动螺栓与驱动孔通过螺纹旋合装配；

固定螺栓穿过第一装配孔后与第二装配孔通过螺纹旋合装配以将固定筒和罩筒装配固定。

优选地，所述的外接组件，包括固定筒，固定内筒顶部内侧与固定卡块底部卡紧装配，固定卡块设置在插接块上且固定卡块底部设置有第三装配槽，插接块上设置有数个贯穿的插孔，所述的插孔与固定板上的插柱插接固定，固定板与传感器或功能模块装配固定；

固定螺栓穿过第一装配孔、与第三装配孔通过螺纹旋合装配，从而将插接块固定在固定内筒中。

优选地，所述的电路板上设置有用于为电池充放电的充放电电路；充放电电路信号端与主控MCU模块通讯连接、进电端与电池连通导电、出电端与各个供电设备、充电接口接通导电；

主控MCU模块和各种与传感器或功能模块接通通讯、供电的接口分别与主控MCU模块通讯连接，然后各种传感器或功能模块再通过这些接口与主控MCU 模块通讯连接，传感器或功能模块包括水浸传感器模块、震动模块、温度模块、 LoRa模块。

本实用新型的有益效果是：

(1)采用低功耗传输协议LoRa模块解决广域物联网场景中设备的耗电问题；

(2)通过采用大电池供电方式充分解决了广域物联网设备的外接供电问题，以及安装的便利性，具有较好的普适性能；

(3)通过内置三种低功耗传感器(震动/水浸/温度)，解决了工业领域，广域物联网领域设备的安全性/设备状态检测等基本的参数采集；

(4)可以做到设备2年的低功耗运行生命周期。

(5)传感器及功能模块、电池采用了可拆装设计。具有很强的户外广域安装、运行的便捷性，普适性。

附图说明

图1是本实用新型的电气模块图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型的结构示意图。

图4是本实用新型的内部结构示意图。

图5是本实用新型的内部结构示意图。

图6是本实用新型的外接组件结构示意图。

图7是本实用新型的内接组件结构示意图。

图8是本实用新型的内压件结构示意图。

图9是本实用新型的外接组件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

参见图1，本实施例为本实用新型的电气构成，包括，

LoRa模块，为基于LoRa协议的传输模块，可以直接采用现有的LoRa模块；

电源模块，用于为所有用电设备供电，可以是电池或恒流源；

主控MCU模块，为设备的主控模块，用于收发、解析控制指令、控制与之通讯设备的运行；通过内置程序，做到设备的低功耗运行。可以是单片机/CPU等；

震动模块，用于检测整个设备的震动情况，可以是震动传感器或加速传感器；

水浸传感器模块，用于检测当前设备的浸水情况，可以直接采用水浸传感器；

温度传感器模块，用于测量设备的温度情况，可以是温度传感器；

本实用新型还设置有传感器接口，用于和其它传感器通讯、供电，如烟雾传感器、PM2.5传感器等。

水浸传感器模块采用短路检测方案控制保护电路；温度传感器的采用AD检测电路；震动传感器采用频率检测电路。

使用时，本实用新型作为广域物联网采集设备，将数据利用LoRa无线通讯协议传递到边缘网关设备。利用LoRa模块的低功耗特点，加上内置程序的调试，可以做到较低的能耗。

本实用新型可提供低功耗的AD/GPIO外部电路接口设计，这有助于新型传感器设备的接入，提高了设备的扩展性。

本实用新型可采用DiLow低功耗传输协议，提供了数据的透传，报警，配置，连接等多种命令方式。提高数据的透传能力，以及协议传输的功耗问题。

参见图2-图9，本实施例为本实用新型的整体结构，包括，底座100、防护罩200，底座100上设置有密封凸板110，密封凸板110装入防护罩200内且与防护罩200密封装配；

防护罩200上设置有外接槽201，所述的外接槽201用于与安装充电接口或其它接口，且外接槽201通过防尘塞210的密封部分211密封；

所述的密封凸板110上固定有槽板120、内接组件400、外接组件、电池隔板140、电池固定扣150、电池隔条160，电源模块330为电池，且两端分别与电池隔条160和电池隔板140卡紧，电池固定扣150上设置有压紧部分151，所述的压紧部分151与电源模块330顶面压紧，从而固定电源模块330，电池固定扣150采用弹性材料制成，其相当于弹性卡扣，需要取出电源模块时，将电池固定扣150分开，然后取出电源模块即可；

所述的电池隔板140上设置有隔板缺槽141，隔板缺槽141主要用于方便电池与电路板320之间线路的通过；

所述的槽板120上设置有卡槽121，所述的卡槽121内卡装有LoRa模块310，所述的LoRa模块310的天线311穿出防护罩200，且用于收发无线信息；

所述的槽板120上方固定有防护板130，防护板130上设置有让位槽131，让位槽131用于方便电路板320与LoRa模块310之间线路的穿过；

所述的密封凸板110上还设置有支撑条170，电路板320固定在支撑条170 上；

所述的内接组件400，包括，固定在密封凸板110上的固定筒410、可拆卸的罩筒420，所述的固定筒410内部为固定内筒411，且固定筒410上还设有第一装配孔412、第一压紧孔413；

所述的罩筒420内侧顶部固定有卡筒470，卡筒470内部设置有卡孔471，内压件450的顶部装入卡孔471内，且所述的卡筒470通过顶部的驱动环452 与驱动件430的驱动柱432一端通过螺纹旋合装配，所述的驱动环452与卡片 451顶部连接固定，卡片451至少有两块、且均匀分布驱动环452周向上，多个卡片451之间的间距在由上至下方向上逐渐变大，形成喇叭形状；

所述的卡片451具有弹性，其可以相互靠近挤压而进入卡孔471内；

所述的驱动柱432另一端穿过驱动限位环440后穿出罩筒420且与旋钮431 连接固定，所述的驱动限位环440通过螺纹旋合装配在驱动柱432上，其与旋钮431配合，从而使得驱动柱432与罩筒420可转动装配且无法在轴向上移动；

所述的罩筒420底部设置有通槽421，所述的通槽421与压块480可滑动装配，所述的压块480上设置有让位孔482、移动孔481、驱动孔483，驱动螺栓 462穿过第一压紧孔413、让位孔482、驱动孔483、移动孔481后与第二限位环492装配固定，第二限位环492装入移动孔481内、且与之可在驱动螺栓462 轴向上移动；

所述的让位孔421与第一限位环491装配，第一限位环491固定在驱动螺栓462上，从而使得驱动螺柱与固定筒410可转动装配而不会轴向上发生移动；

驱动螺栓462与驱动孔483通过螺纹旋合装配，当驱动螺栓462转动时，能通过螺纹驱动压块480在其轴向上移动；

固定螺栓461穿过第一装配孔412后与第二装配孔422通过螺纹旋合装配以将固定筒和罩筒装配固定。

使用时，首先将圆柱形的传感器或功能模块装入固定内筒中，使其顶部装入内压件450的卡片451之间，然后转动驱动螺栓462使得压块将传感器或功能模块底部压紧，然后转动旋钮使得内压件上移，并使卡片451受到卡孔471 挤压而卡紧传感器或功能模块顶部即可完成传感器或功能模块的固定。在本实施例中传感器或功能模块可以是震动模块、水浸传感器模块、温度模块等。这种方式能够实现传感器或功能模块的快速安装，且对其具有保护功能。

优选地，部分传感器或功能模块不适合安装在内接组件中，因此申请人还设计了外接组件，所述的外接组件，包括固定筒410，固定内筒411顶部内侧与固定卡块512底部卡紧装配，固定卡块512设置在插接块510上且固定卡块512 底部设置有第三装配槽513，插接块510上设置有数个贯穿的插孔511，所述的插孔511与固定板520上的插柱521插接固定，固定板520与传感器或功能模块340装配固定；

固定螺栓461穿过第一装配孔412、与第三装配孔513通过螺纹旋合装配，从而将插接块固定在固定内筒411中。

所述的电路板上设置有：

充放电电路，用于为电池充放电，具体可以参考现有手机电池的充放电电路；充放电电路信号端与主控MCU模块通讯连接、进电端与电池连通导电、出电端与各个供电设备、充电接口接通导电；

主控MCU模块和各种与传感器或功能模块接通通讯、供电的接口分别与主控MCU模块通讯连接，然后各种传感器或功能模块再通过这些接口与主控MCU 模块通讯连接。传感器或功能模块包括水浸传感器模块、震动模块、温度模块、 LoRa模块等。

这种设计能够实现各个模块的有序固定，且能增加电源模块安装空间，从而可以提高电池体积，也就增加了电池储电量。另外通过内接组件和外接组件的设计，可以大大方便各种传感器及功能模块的安装、固定，从而方便拆装、后期维护。

本实用新型未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于LoRa传输的采集设备，其特征在于，包括，

LoRa模块，为基于LoRa协议的传输模块；

电源模块，用于为所有用电设备供电；

主控MCU模块，为设备的主控模块，用于收发、解析控制指令、控制与之通讯设备的运行；

震动模块，用于检测整个设备的震动情况；

水浸传感器模块，用于检测当前设备的浸水情况；

温度传感器模块，用于测量设备的温度情况；

LoRa模块、震动模块、水浸传感器模块、温度传感器模块分别与主控MCU模块通讯连接；

电源模块分别对LoRa模块、震动模块、水浸传感器模块、温度传感器模块、主控MCU模块供电；

还包括，底座、防护罩，底座上设置有密封凸板，密封凸板装入防护罩内且与防护罩密封装配；

所述的密封凸板上固定有槽板、内接组件、外接组件、电池隔板、电池固定扣、电池隔条，电源模块两端分别与电池隔条和电池隔板卡紧，电池固定扣上设置有压紧部分，所述的压紧部分与电源模块顶面压紧，从而固定电源模块，电池固定扣采用弹性材料制成；所述的槽板上设置有卡槽，所述的卡槽内卡装有LoRa模块，所述的LoRa模块的天线穿出防护罩，且用于收发无线信息；

所述的内接组件，包括，固定在密封凸板上的固定筒、可拆卸的罩筒，所述的固定筒内部为固定内筒，且固定筒上还设有第一装配孔、第一压紧孔；

所述的罩筒内侧顶部固定有卡筒，卡筒内部设置有卡孔，内压件的顶部装入卡孔内，且所述的卡筒通过顶部的驱动环与驱动柱一端通过螺纹旋合装配，所述的驱动环与卡片顶部连接固定，卡片至少有两块、且均匀分布驱动环周向上，多个卡片之间的间距在由上至下方向上逐渐变大，形成喇叭形状，所述的卡片具有弹性；

所述的驱动柱另一端穿过驱动限位环后穿出罩筒且与旋钮连接固定，所述的驱动限位环通过螺纹旋合装配在驱动柱上；

所述的罩筒底部设置有通槽，所述的通槽与压块可滑动装配，所述的压块上设置有让位孔、移动孔、驱动孔，驱动螺栓穿过第一压紧孔、让位孔、驱动孔、移动孔后与第二限位环装配固定，第二限位环装入移动孔内、且与之可在驱动螺栓轴向上移动；

所述的让位孔与第一限位环装配，第一限位环固定在驱动螺栓上，驱动螺栓与驱动孔通过螺纹旋合装配；

固定螺栓穿过第一装配孔后与第二装配孔通过螺纹旋合装配以将固定筒和罩筒装配固定。

2.如权利要求1所述的基于LoRa传输的采集设备，其特征在于，水浸传感器模块采用短路检测方案控制保护电路；温度传感器的采用AD检测电路；震动传感器采用频率检测电路。

3.如权利要求1所述的基于LoRa传输的采集设备，其特征在于，防护罩上设置有外接槽，所述的外接槽用于与安装充电接口或其它接口，且外接槽通过防尘塞的密封部分密封。

4.如权利要求1所述的基于LoRa传输的采集设备，其特征在于，所述的电池隔板上设置有隔板缺槽，隔板缺槽用于方便电池与电路板之间线路的通过。

5.如权利要求1所述的基于LoRa传输的采集设备，其特征在于，所述的槽板上方固定有防护板，防护板上设置有让位槽，让位槽用于方便电路板与LoRa模块之间线路的穿过。

6.如权利要求1所述的基于LoRa传输的采集设备，其特征在于，所述的密封凸板上还设置有支撑条，电路板固定在支撑条上。

7.如权利要求1所述的基于LoRa传输的采集设备，其特征在于，所述的外接组件，包括固定筒，固定内筒顶部内侧与固定卡块底部卡紧装配，固定卡块设置在插接块上且固定卡块底部设置有第三装配槽，插接块上设置有数个贯穿的插孔，所述的插孔与固定板上的插柱插接固定，固定板与传感器或功能模块装配固定；

固定螺栓穿过第一装配孔、与第三装配孔通过螺纹旋合装配，从而将插接块固定在固定内筒中。