CN211264120U - 一种基于LoRa技术的无线传输控制单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气监控装置技术领域，其目的在于提供一种基于LoRa技术的无线传输控制单元。所采用的技术方案是：一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，包括控制模块、脉冲采集模块、时钟模块、存储模块、LoRa通信模块和电源模块，所述脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块均与控制模块电连接，所述控制模块、脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块均与电源模块电连接。本实用新型可实时监控燃气使用状态。

Description

一种基于LoRa技术的无线传输控制单元

技术领域

本实用新型涉及燃气监控装置技术领域，特别是涉及一种基于LoRa技术的无线传输控制单元。

背景技术

近年来，随着城市的快速发展，城市人口越来越多，燃气表的数量急剧增加。现有技术中，通常采用定期人工抄表的方式计量燃气费，然而，由于居民住宅用燃气表大多安装在室内，入户抄表给用户带来不便，导致抄表率低、准确性差、抄表效率低，同时造成抄表成本居高不下，大大增加了燃气公司的运营成本，为燃气公司的运营管理带来许多麻烦。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于LoRa技术的无线传输控制单元。

本实用新型采用的技术方案是：

一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，包括控制模块、脉冲采集模块、时钟模块、存储模块、LoRa通信模块和电源模块，所述脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块均与控制模块电连接，所述控制模块、脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块均与电源模块电连接。

优选地，所述LoRa通信模块的型号为Ra-01。

优选地，还包括阀门驱动模块，所述阀门驱动模块分别与控制模块和电源模块电连接。

优选地，还包括显示模块，所述显示模块分别与控制模块和电源模块电连接。

进一步优选地，还包括按键模块，所述按键模块分别与控制模块和电源模块电连接。

优选地，所述控制模块的型号为STM32L073V8T6。

进一步优选地，所述电源模块包括碱电池接口、电压转换模块、锂电池接口和电压采集模块，所述碱电池接口的输出端通过电压转换模块分别与脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块电连接，所述锂电池接口的输出端分别与脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块电连接，所述碱电池接口的输出端和锂电池接口的输出端均通过电压采集模块与控制模块电连接。

本实用新型的有益效果集中体现在，可实时监控燃气使用状态。具体来说，本实用新型在使用过程中，脉冲采集模块实时接收燃气表运行时产生的电流脉冲，并将其发送至控制模块，控制模块可将电流脉冲转换为流量参数并将流量参数存储至存储模块内；与此同时，LoRa通信模块实时接收监控终端发送的查询指令，并在接收到查询指令后将其发送至控制模块；控制模块接收到查询指令后，从存储模块内调用流量参数，然后通过LoRa通信模块将流量参数发送至监控终端，由此使得监控终端可实时查询流量参数，实现对燃气使用状态的实时监控。

附图说明

图1是本实用新型的控制框图；

图2是本实用新型中控制模块的电路原理图；

图3是本实用新型中脉冲采集模块的电路原理图；

图4是本实用新型中时钟模块和锂电池接口的电路原理图；

图5是本实用新型中存储模块的电路原理图；

图6是本实用新型中LoRa通信模块的电路原理图；

图7是本实用新型中阀门驱动模块的电路原理图；

图8是本实用新型中显示模块的电路原理图；

图9是本实用新型中按键模块的电路原理图；

图10是本实用新型中串口TTL接口的电路原理图；

图11是本实用新型中电压转换模块和碱电池接口的电路原理图；

图12是本实用新型中电压采集模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例1：

本实施例提供一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，如图1所示，包括控制模块、脉冲采集模块、时钟模块、存储模块、LoRa通信模块和电源模块，脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块均与控制模块电连接，控制模块、脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块均与电源模块电连接。

本实施例中，控制模块，用于向时钟模块发送时钟设置信息、将电流脉冲转换为流量参数并将流量参数存储至存储模块内，控制模块还用于在接收到查询指令后向LoRa通信模块发送流量数据。

如图2所示，控制模块的型号为STM32L073V8T6，其融高性能、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压于一身，同时保持高集成度和开发简易的特点。

脉冲采集模块，用于实时接收燃气表运行时产生的电流脉冲，并将其发送至控制模块。脉冲采集模块的电路原理图如图3所示，脉冲采集模块的输出端与控制模块电连接，脉冲采集模块的输入端与燃气表中的干簧管电连接。具体地，在现有燃气表的末位字轮上嵌入有永磁体，在末位字轮的两侧对称设置有干簧管，当燃气管道中有燃气流过时，可驱末位字轮转动，设置在末位字轮上的永磁体也会随之转动，当永磁体经过对称设置在末位字轮两侧的干簧管时，干簧管簧片吸合；当永磁体离开干簧管时，干簧管簧片断开，由此使得脉冲采集模块产生一个电脉冲。控制模块在收到两个干簧管各产生的一次脉冲信号后，计数一次，以此实现燃气流量的持续计量。

时钟模块，用于接收时钟设置信息并实时向控制模块提供时间数据。时钟模块的电路原理图如图4所示。

LoRa通信模块与监控终端无线连接，用于收发由监控终端发送的查询指令或收发由控制模块发送的流量数据。LoRa通信模块的电路原理图如图6所示。

其中，监控终端为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手表和VR穿戴设备中的任意一种，燃气公司可通过监控终端掌握用户燃气表的使用情况。

本实施例中，LoRa通信模块的型号为Ra-01。

具体地，型号为Ra-01的LoRa通信模块主要采用LoRa远程调制解调器，用于超长距离扩频通信，抗干扰性强，能够最大限度降低电流消耗，具有超过-148dBm的高灵敏度，+20dBm的功率输出，传输距离远，可靠性高。同时，相对传统调制技术，本实施例中LoRa通信模块的LoRa调制技术在抗阻塞和选择方面也具有明显优势，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题。

存储模块用于存储流量数据及无线传输控制单元的运行参数等，存储模块的电路原理图如图5所示。

电源模块，用于向控制模块、脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块提供电力支持。

本实施例的工作原理如下：脉冲采集模块实时接收燃气表运行时产生的电流脉冲，并将其发送至控制模块，控制模块可将电流脉冲转换为流量参数并将流量参数存储至存储模块内；与此同时，LoRa通信模块实时接收监控终端发送的查询指令，并在接收到查询指令后将其发送至控制模块；控制模块接收到查询指令后，从存储模块内调用流量参数，然后通过LoRa通信模块将流量参数发送至监控终端，由此使得监控终端可实时查询流量参数，实现了对燃气使用状态的实时监控。

进一步地，如图7所示，本实施例还包括阀门驱动模块，阀门驱动模块分别与控制模块和电源模块电连接。

具体地，阀门驱动模块包括电机驱动芯片U3和阀门接口J2，阀门接口J2与燃气阀门电连接，电机驱动芯片U3用于驱动燃气阀门的开启或闭合，燃气阀门可采用现有技术中常用的电磁阀实现，安装于燃气表的进气管路中。

本实施例在实施过程中，监控终端在收到流量参数并确认燃气费无可用余额时，通过LoRa通信模块向控制模块发送停气指令，然后控制模块通过电机驱动芯片U3发送阀门关断指令，电机驱动芯片U3驱动燃气阀门闭合。

如图8所示，本实施例还包括显示模块，显示模块分别与控制模块和电源模块电连接。

显示模块用于显示无线传输控制单元的运行信息及流量参数及燃气费余额等信息。

如图9所示，本实施例还包括按键模块，按键模块分别与控制模块和电源模块电连接。

按键模块用于切换显示模块的显示信息、触发上报指令、触发阀门闭合指令或触发阀门开启指令等，如，用户可通过按键模块调整显示模块上的显示信息，也可通过按键模块触发上报指令，以主动向监控终端主动发送燃气流量数据，使用方式个性化；当因燃气费无可用余额时，在用户缴费完成后，用户可自行通过按键模块触发阀门开启指令，此时控制模块可向电机驱动芯片U3发送阀门开启指令，电机驱动芯片U3驱动燃气阀门开启；当用户长时间不使用燃气时，可自行通过按键模块触发阀门闭合指令，以进一步降低无线传输控制单元的能耗。

另外，为便于用户查看无线传输控制单元的生产参数等内容，如图10所示，控制模块还通过串口TTL接口与用户终端电连接，用户终端为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手表和VR穿戴设备中的任意一种，用户可通过用户终端掌握无线传输控制单元的生产参数等内容。

如图4、11和12所示，电源模块包括碱电池接口、电压转换模块、锂电池接口和电压采集模块，应当理解的是，碱电池接口的输入端可与碱电池电连接，锂电池接口的输入端可与锂电池电连接，为无线传输控制单元提供个性化供电模式。碱电池接口的输出端通过电压转换模块分别与脉冲采集模块、时钟模块、存储模块、LoRa通信模块、阀门驱动模块、显示模块、按键模块和串口TTL接口电连接，锂电池接口的输出端分别与脉冲采集模块、时钟模块、存储模块、LoRa通信模块、阀门驱动模块、显示模块、按键模块和串口TTL接口电连接，碱电池接口的输出端和锂电池接口的输出端均通过电压采集模块与控制模块电连接。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (7)

1.一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，其特征在于：包括控制模块、脉冲采集模块、时钟模块、存储模块、LoRa通信模块和电源模块，所述脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块均与控制模块电连接，所述控制模块、脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块均与电源模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，其特征在于：所述LoRa通信模块的型号为Ra-01。

3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，其特征在于：还包括阀门驱动模块，所述阀门驱动模块分别与控制模块和电源模块电连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块分别与控制模块和电源模块电连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，其特征在于：还包括按键模块，所述按键模块分别与控制模块和电源模块电连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，其特征在于：所述控制模块的型号为STM32L073V8T6。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种基于LoRa技术的无线传输控制单元，其特征在于：所述电源模块包括碱电池接口、电压转换模块、锂电池接口和电压采集模块，所述碱电池接口的输出端通过电压转换模块分别与脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块电连接，所述锂电池接口的输出端分别与脉冲采集模块、时钟模块、存储模块和LoRa通信模块电连接，所述碱电池接口的输出端和锂电池接口的输出端均通过电压采集模块与控制模块电连接。

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