CN211653471U - 一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，包括CPU模块，CPU模块连接有通讯模块和输出模块，通信模块包括网络摄像机、4G网络模组和LoRa无线模组，输出模块包括驱动调速单元，具有以下优点：LoRa无线模组可用于超长距离扩频通信，解决了传统通讯无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题，人工远程遥控的场地清扫、洒水、巡逻、安保、植保、园林修整，农林作业、工程作业、交通管理作业等，对环卫、园林、安保、消防、防疫等领域机械自动化程度的提高有很好的推动作用。

Description

一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，具体的说涉及一种人工远程遥控的场地清扫、洒水、巡逻、安保、植保、园林修整、农业作业、工程作业、交通设施管理等一种基于实时遥操作应用平台的 LoRa通讯执行控制系统。

背景技术

随着我国进入快速经济增长期，房地产、园林、广场、大型企业、运输仓储、农林场、基础建设、现代交通设施等场所也随之快速增加，以人力为基础的清扫、巡逻、安保、植保、园林修剪、农林作业、工程作业、交通设施管理等工作已经无法满足这一新变化。

自动化技术、通讯技术的快速发展，让机动设备替代人工成为可能。不过，从近几年的发展来看，还是存在着不少不尽人意的缺点。

总结下来，这一领域目前大致可以分为以下三种情况：

第一种，使用人工现场操作自走设备进行工作。这种方式，不但在劳保、防护等方面需要不菲的费用支出，在有毒有害及疫情等场所缺点明显。

第二种，采用远程遥控方式对现场自走设备进行操作，但选择的远程遥控方式是无线电作为通讯媒介。这种方式最大的缺点在于操作端与被操作的自走设备间有距离限制。

第三种，目前市场上正在使用的遥控载重电动自走设备，多为单一功能，且集中应用于消防领域，产品成本偏高且资源浪费严重。

现有遥控电动自走设备的通信方式传输距离短，功耗高，存在无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供了一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，LoRa无线模组可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，具有高灵敏度，传输距离远，可靠性高，同时，相对传统调制技术，解决了传统通讯无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题，人工远程遥控的场地清扫、洒水、巡逻、安保、植保、园林修整，农林作业、工程作业、交通管理作业等，对环卫、园林、安保、消防、防疫等领域机械自动化程度的提高有很好的推动作用。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，包括CPU模块， CPU模块连接有通讯模块、输出模块、声光报警模块、环境信息模块和输入模块，通信模块包括网络摄像机、4G网络模组和LoRa无线模组，输出模块包括驱动电锁单元、驱动刹车单元、驱动方向单元、驱动调速单元，驱动电锁单元、驱动刹车单元、驱动方向单元、驱动调速单元均连接有驱动电机单元；

所述CPU模块包括芯片U2，芯片U2的型号为STM32F407ZET6；

所述LoRa无线模组包括芯片U4，芯片U4的型号为RA-01。

进一步的，所述芯片U4的1脚连接有接插件P5的1脚，接插件P5的2-5 脚接GND_LORA,芯片U4的2脚、9脚和16脚接GND_LORA，芯片U4的3脚接+3.3V。

进一步的，所述芯片U4的4脚连接有芯片U2的14脚，芯片U4的12脚连接有芯片U2的11脚，芯片U4的13脚连接有芯片U2的12脚，芯片U4的14 脚连接有芯片U2的7脚，芯片U4的15脚连接有芯片U2的10脚。

进一步的，所述LoRa无线模组还包括电容C13、电容C14和电阻R24，电容C13的两端分别接+3.3V和GND_LORA，电容C14的两端分别接+3.3V和 GND_LORA，电阻R24的两端分别接地和GND_LORA。

进一步的，所述驱动调速单元包括芯片U1，芯片U1的型号为TLC5615CDR。

进一步的，所述芯片U1的1脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有芯片U2的5脚，芯片U1的2脚连接有电阻R4一端，电阻R4另一端连接有芯片U2的4脚。

进一步的，所述芯片U1的3脚连接有电阻R5一端，电阻R5另一端连接有芯片U2的3脚，芯片U1的6脚连接有电阻R8一端，电阻R8另一端接Vref-1.25V 电源。

进一步的，所述芯片U1的7脚连接有电阻R11一端，电阻R11另一端连接有电容C7一端、电阻R48一端和电阻R46一端，电容C7另一端接地。

进一步的，所述电阻R46另一端连接有接插件P2的2脚和电阻R47一端，电阻R47另一端连接电阻R51一端和电容C27一端，电容C27另一端接地。

进一步的，所述电阻R51另一端连接有放大器U5的6脚和电阻R50一端，电阻R50另一端连接放大器U5的2脚，放大器U5的2脚连接有电阻R49一端，电阻R49另一端接地，电阻R48另一端连接放大器U5的3脚，放大器U5的4 脚接-7.5V，放大器U5的7脚接+7.5V。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

1、本专利所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，能够人工远程实时安全操作，现场执行力强、安全可靠功能多样的遥控自走设备，特别适合于现场环境差、工作范围广、存在有毒有害疫情或人身危险的情况，人工远程遥控的场地清扫、洒水、巡逻、安保、植保、园林修整，农林作业、工程作业、交通管理作业等，可以广泛应用于环卫、园林、安保、消防、防疫、农林作物管理、工程作业、交通设施管理等领域。

2、本专利所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统中LoRa无线模组可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，具有高灵敏度，传输距离远，可靠性高，同时，相对传统调制技术，解决了传统通讯无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型中控制系统的结构框图；

图2为本实用新型的CPU模块的电路图；

图3为本实用新型的LoRa无线模组的电路图；

图4为本实用新型的驱动调速单元的电路图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，包括CPU模块，CPU模块连接有通讯模块、输出模块、声光报警模块、环境信息模块和输入模块，通信模块包括网络摄像机、4G网络模组和LoRa无线模组，输出模块包括驱动电锁单元、驱动刹车单元、驱动方向单元、驱动调速单元，驱动电锁单元、驱动刹车单元、驱动方向单元、驱动调速单元均连接有驱动电机单元，另外输出模块还可根据电动自走设备功能需要设置洒水泵单元、清扫电机单元等，环境信息模块包括速度检测单元、超声波测距单元、温湿度检测单元和人体感应单元，输入模块包括转向位置检测单元、水箱液位检测单元和电池电量检测单元，声光报警模块包括喇叭控制单元、照明灯控制单元和报警灯控制单元。

所述控制系统通过通信模块与遥操作计算机进行通讯，遥操作计算机连接有用于实现人机交互的操纵装置，操纵装置包括专用控制摇杆，专用控制摇杆的输出连接有控制器，通过控制器与遥操作计算机通讯。

如图2所示，所述CPU模块包括芯片U2，芯片U2的型号为STM32F407ZET6。

如图3所示，所述LoRa无线模组包括芯片U4，芯片U4的型号为RA-01，芯片U4的1脚连接有接插件P5的1脚，接插件P5的2-5脚接GND_LORA,芯片 U4的2脚、9脚和16脚接GND_LORA，芯片U4的3脚接+3.3V，芯片U4的4脚连接有芯片U2的14脚，芯片U4的12脚连接有芯片U2的11脚，芯片U4的13脚连接有芯片U2的12脚，芯片U4的14脚连接有芯片U2的7脚，芯片U4的15脚连接有芯片U2的10脚。

所述LoRa无线模组还包括电容C13、电容C14和电阻R24，电容C13的两端分别接+3.3V和GND_LORA，电容C14的两端分别接+3.3V和GND_LORA，电阻 R24的两端分别接地和GND_LORA。

其中芯片U4的4脚用于复位，芯片U4的12脚用于SPI时钟输入，芯片 U4的13脚和14脚用于SPI数据输入，芯片U4的15脚用于SPI片选输入。

所述LoRa无线模组可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，具有高灵敏度，传输距离远，可靠性高。同时，相对传统调制技术，解决了传统通讯无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题。

如图4所示，所述驱动调速单元包括芯片U1，芯片U1的型号为TLC5615CDR，芯片U1的1脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有芯片U2的5脚，芯片U1的2脚连接有电阻R4一端，电阻R4另一端连接有芯片U2的4脚，芯片 U1的3脚连接有电阻R5一端，电阻R5另一端连接有芯片U2的3脚，芯片U1 的6脚连接有电阻R8一端，电阻R8另一端接Vref-1.25V电源，芯片U1的7 脚连接有电阻R11一端，电阻R11另一端连接有电容C7一端、电阻R48一端和电阻R46一端，电容C7另一端接地，电阻R46另一端连接有接插件P2的2脚和电阻R47一端，电阻R47另一端连接电阻R51一端和电容C27一端，电容C27 另一端接地，电阻R51另一端连接有放大器U5的6脚和电阻R50一端，电阻 R50另一端连接放大器U5的2脚，放大器U5的2脚连接有电阻R49一端，电阻R49另一端接地，电阻R48另一端连接放大器U5的3脚，放大器U5的4脚接-7.5V，放大器U5的7脚接+7.5V。

所述速度检测单元实时检测行走速度，并将数据传输到CPU单元，CPU单元通过通信模块将数据上传到遥操作计算机，根据遥操作计算机的数据操作人员操纵专用控制摇杆的调速功能，CPU单元接收到调速指令，控制驱动调速单元进行调速。

所述驱动电锁单元用于控制执行端的电锁驱动机构，驱动刹车单元用于控制执行端的刹车驱动机构，驱动调速单元用于控制执行端的调速驱动机构，驱动方向单元用于控制执行端的方向驱动机构，转向位置检测单元用于控制执行端的转向位置传感器，水箱液位检测单元用于控制执行端的超声波液位传感器，电池电量检测单元用于控制执行端的电池电量传感器，速度检测单元用于控制行走速度传感器，超声波测距单元用于控制执行端的超声波测距传感器，温湿度检测单元用于控制执行端的温湿度传感器，人体感应单元用于控制执行端的红外人体感应器。

本专利所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，能够人工远程实时安全操作，现场执行力强、安全可靠功能多样的遥控自走设备，特别适合于现场环境差、工作范围广、存在有毒有害疫情或人身危险的情况，人工远程遥控的场地清扫、洒水、巡逻、安保、植保、园林修整，农林作业、工程作业、交通管理作业等，可以广泛应用于环卫、园林、安保、消防、防疫、农林作物管理、工程作业、交通设施管理等领域。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：包括CPU模块，CPU模块连接有通讯模块、输出模块、声光报警模块、环境信息模块和输入模块，通信模块包括网络摄像机、4G网络模组和LoRa无线模组，输出模块包括驱动电锁单元、驱动刹车单元、驱动方向单元、驱动调速单元，驱动电锁单元、驱动刹车单元、驱动方向单元、驱动调速单元均连接有驱动电机单元；

所述CPU模块包括芯片U2，芯片U2的型号为STM32F407ZET6；

所述LoRa无线模组包括芯片U4，芯片U4的型号为RA-01。

2.如权利要求1所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：所述芯片U4的1脚连接有接插件P5的1脚，接插件P5的2-5脚接GND_LORA,芯片U4的2脚、9脚和16脚接GND_LORA，芯片U4的3脚接+3.3V。

3.如权利要求1所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：所述芯片U4的4脚连接有芯片U2的14脚，芯片U4的12脚连接有芯片U2的11脚，芯片U4的13脚连接有芯片U2的12脚，芯片U4的14脚连接有芯片U2的7脚，芯片U4的15脚连接有芯片U2的10脚。

4.如权利要求1所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：所述LoRa无线模组还包括电容C13、电容C14和电阻R24，电容C13的两端分别接+3.3V和GND_LORA，电容C14的两端分别接+3.3V和GND_LORA，电阻R24的两端分别接地和GND_LORA。

5.如权利要求1所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：所述驱动调速单元包括芯片U1，芯片U1的型号为TLC5615CDR。

6.如权利要求5所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：所述芯片U1的1脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有芯片U2的5脚，芯片U1的2脚连接有电阻R4一端，电阻R4另一端连接有芯片U2的4脚。

7.如权利要求5所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：所述芯片U1的3脚连接有电阻R5一端，电阻R5另一端连接有芯片U2的3脚，芯片U1的6脚连接有电阻R8一端，电阻R8另一端接Vref-1.25V电源。

8.如权利要求5所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：所述芯片U1的7脚连接有电阻R11一端，电阻R11另一端连接有电容C7一端、电阻R48一端和电阻R46一端，电容C7另一端接地。

9.如权利要求8所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：所述电阻R46另一端连接有接插件P2的2脚和电阻R47一端，电阻R47另一端连接电阻R51一端和电容C27一端，电容C27另一端接地。

10.如权利要求8所述的一种基于实时遥操作应用平台的LoRa通讯执行控制系统，其特征在于：所述电阻R51另一端连接有放大器U5的6脚和电阻R50一端，电阻R50另一端连接放大器U5的2脚，放大器U5的2脚连接有电阻R49一端，电阻R49另一端接地，电阻R48另一端连接放大器U5的3脚，放大器U5的4脚接-7.5V，放大器U5的7脚接+7.5V。

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