CN219919088U - 一种lora无线低功耗信息采集设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LORA无线低功耗信息采集设备，涉及信息采集领域，该LORA无线低功耗信息采集设备包括：转速采集模块，用于采集轴体转速信息，输出给主控模块；温度采集模块，用于采集环境温度信息，输出给主控模块；电压采集模块，用于采集电压信息，输出给主控模块；震动采集模块，用于采集轴加速度信息，输出给主控模块；本实用新型的有益效果是：本实用新型体积小，能够适应各种工作环境；无线传输，不受制于场地因素，不需要另外接线，能进进行远距离传输；基于ADXL345对加速度采集，通过SPI(3线或4线)或I2C数字接口和主控模块连接，能够一次采集多轴加速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及信息采集领域，具体是一种LORA无线低功耗信息采集设备。
背景技术
工业传感器是指用于工业生产、控制和检测的传感器，它可以将各种物理量、化学量或生物量转换为电信号或其他所需形式的信息输出。完成信息采集后再进行信息传输。
现有的方案传输方式一般都是有线通讯，比如RS485通讯，体积一般都比较大，不能够胜任一些极为狭窄的工作环境，需要改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种LORA无线低功耗信息采集设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种LORA无线低功耗信息采集设备，包括：
转速采集模块，用于采集轴体转速信息，输出给主控模块；
温度采集模块，用于采集环境温度信息，输出给主控模块；
电压采集模块，用于采集电压信息，输出给主控模块；
震动采集模块，用于采集轴加速度信息，输出给主控模块；
主控模块，用于接收采集信息，经过LORA通信模块，输出给云服务器；
LORA通信模块，用于构建主控模块和云服务器的通讯；
转速采集模块连接主控模块，温度采集模块连接主控模块，电压采集模块连接主控模块，震动采集模块连接主控模块，主控模块连接LORA通信模块。
作为本实用新型再进一步的方案：主控模块包括主控芯片U1-A，主控芯片U1-A型号为STM32WL55JCI6，主控芯片U1-A的PA2、RF0-HP、RFI-N引脚连接LORA通信模块，主控芯片U1-A的PA4、PA5、PA6、PA7、PB1、PB2引脚连接加速度采集模块。
作为本实用新型再进一步的方案：LORA通信模块包括集成电路U7，集成电路U7型号为PE4259-63，集成电路U7的1号引脚通过电容C27连接主控模块，集成电路U7的3号引脚连接电感R23的一端，电感R23的另一端连接电容C32的一端，电容C32的另一端连接电感L8的一端、电容C30的一端、电容C31的一端，电容C31的另一端接地，电感L8的另一端连接电容C30的另一端、电容C29的一端、电感L7的一端，电容C29的另一端接地，电感L7的另一端连接主控模块，集成电路U7的4号引脚连接电阻R29的一端、电阻R26的一端，电阻R26的另一端接地，电阻R29的另一端连接主控模块，集成电路U7的5号引脚连接电容C23的一端，电容C23的另一端连接电容C21的一端、电感R20的一端，电容C21的另一端接地，电感R20的另一端连接电容C20的一端、天线J1，电容C20的另一端接地。
作为本实用新型再进一步的方案：震动采集模块包括集成电路U29，集成电路U29的型号为ADXL345，集成电路U29的7、8、9、12、13、14号引脚连接主控模块，集成电路U29的7号引脚通过电阻R79连接3.3V电压，集成电路U29的12号引脚通过电阻R78连接3.3V电压，集成电路U29的13号引脚通过电阻R46连接3.3V电压。
作为本实用新型再进一步的方案：温度采集模块、电压采集模块连接主控模块的的ADC类型引脚。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型体积小，LORA无线低功耗信息采集设备尺寸为7.2 4.2 79.3mm，能够适应各种工作环境；无线传输，采用LORA无线传输方案，不受制于场地因素，不需要另外接线，能进进行远距离传输；数据上传到云服务器中之后，可以在移动终端上查看，比如手机、平板、电脑等，简单易用，操作门槛低；功耗低，采用了低功耗的芯片STM32WL55JCI6运行时功耗低至1w，能够长时间稳定工作；能够采集丰富的信息，转速、温度、电压、震动；通过设计震动采集模块，基于ADXL345对加速度采集，通过SPI(3线或4线)或I2C数字接口和主控模块连接，能够一次采集多轴加速度。
附图说明
图1为一种LORA无线低功耗信息采集设备的原理图。
图2为主控模块的电路图。
图3为LORA通信模块的电路图。
图4为震动采集模块的电路图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，一种LORA无线低功耗信息采集设备，包括：
转速采集模块，用于采集轴体转速信息，输出给主控模块；
温度采集模块，用于采集环境温度信息，输出给主控模块；
电压采集模块，用于采集电压信息，输出给主控模块；
震动采集模块，用于采集轴加速度信息，输出给主控模块；
主控模块，用于接收采集信息，经过LORA通信模块，输出给云服务器；
LORA通信模块，用于构建主控模块和云服务器的通讯；
转速采集模块连接主控模块，温度采集模块连接主控模块，电压采集模块连接主控模块，震动采集模块连接主控模块，主控模块连接LORA通信模块。
在本实施例中：请参阅图2，主控模块包括主控芯片U1-A，主控芯片U1-A型号为STM32WL55JCI6，主控芯片U1-A的PA2、RF0-HP、RFI-N引脚连接LORA通信模块，主控芯片U1-A的PA4、PA5、PA6、PA7、PB1、PB2引脚连接加速度采集模块。
MCU选择了意法半导体的STM32WL55JCI6，这是一款双核心Arm Cortex-M4/M0+@48MHz的低功耗无线微控制器，支持LORA，(G)FSK，(G)MSK和BPSK等多种调制方式，并且具有AES 256位加密功能。它是一种多协议系统芯片，适用于远程无线和超低功耗应用。
在本实施例中：请参阅图3，LORA通信模块包括集成电路U7，集成电路U7型号为PE4259-63，集成电路U7的1号引脚通过电容C27连接主控模块，集成电路U7的3号引脚连接电感R23的一端，电感R23的另一端连接电容C32的一端，电容C32的另一端连接电感L8的一端、电容C30的一端、电容C31的一端，电容C31的另一端接地，电感L8的另一端连接电容C30的另一端、电容C29的一端、电感L7的一端，电容C29的另一端接地，电感L7的另一端连接主控模块，集成电路U7的4号引脚连接电阻R29的一端、电阻R26的一端，电阻R26的另一端接地，电阻R29的另一端连接主控模块，集成电路U7的5号引脚连接电容C23的一端，电容C23的另一端连接电容C21的一端、电感R20的一端，电容C21的另一端接地，电感R20的另一端连接电容C20的一端、天线J1，电容C20的另一端接地。
通信引脚RFI-LF、RFO-LF和主控模块通讯，射频信号开关的控制引脚WF_RXTX_CTR连接主控模块，通过主控模块的GPIO类型引脚(对应U1-A的PA2引脚)输出的高低电平来控制射频信号开关，启动通信时，天线J1发射采集数据对应的射频信号，经过LORA网关输出至云服务器，使用者通过手机、电脑等设备在云服务器观察采集数据。
在本实施例中：请参阅图4，震动采集模块包括集成电路U29，集成电路U29的型号为ADXL345，集成电路U29的7、8、9、12、13、14号引脚连接主控模块，集成电路U29的7号引脚通过电阻R79连接3.3V电压，集成电路U29的12号引脚通过电阻R78连接3.3V电压，集成电路U29的13号引脚通过电阻R46连接3.3V电压。
ADXL345是一种小型、薄型、低功耗的3轴加速度计，它可以以高分辨率(13位)测量高达±16g的加速度1。它的数字输出数据采用16位二进制补码格式，可以通过SPI(3线或4线)或I2C数字接口访问。这里通过4线SPI与主控模块通信，我们使用SPI读取ADXL456中的寄存器，获取加速度，然后通过算法得出设备的震动值(在单片机中通过加速度数据经由算法得到震动值为现有技术)。相较于传统的一个传感器测量一个轴的加速度，采用ADXL345，能同时采集多轴加速度。
在本实施例中：请参阅图1，温度采集模块、电压采集模块连接主控模块的的ADC类型引脚。
转速采集使用定时器的输入捕获功能。采集转速信号的下降沿会被MCU捕获，在60s之中，采集到转速信号的脉冲数量，就可以得到转速是多少。温度采集使用了热敏电阻PT1000，通过ADC得到温度采集电路的电压值，计算得出实时的电阻值，根据PT1000的温度对照关系，得到实时的温度。电压采集是用到了ADC中的电压通道。ADC通过DMA传输，并且将ADC中的值进行滤波。将所有采集到的数据最后通过LORA无线发送到LORA网关，LORA网关连接云服务器，将数据上传到云服务器。可以通过移动终端设备访问云服务器，对数据进行可视化展示。
本实用新型的工作原理是：转速采集模块采集轴体转速信息，输出给主控模块；温度采集模块采集环境温度信息，输出给主控模块；电压采集模块采集电压信息，输出给主控模块；震动采集模块采集轴加速度信息，输出给主控模块；主控模块接收采集信息，经过LORA通信模块，输出给云服务器；LORA通信模块构建主控模块和云服务器的通讯。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种LORA无线低功耗信息采集设备，其特征在于：
该LORA无线低功耗信息采集设备包括：
转速采集模块，用于采集轴体转速信息，输出给主控模块；
温度采集模块，用于采集环境温度信息，输出给主控模块；
电压采集模块，用于采集电压信息，输出给主控模块；
震动采集模块，用于采集轴加速度信息，输出给主控模块；
主控模块，用于接收采集信息，经过LORA通信模块，输出给云服务器；
LORA通信模块，用于构建主控模块和云服务器的通讯；
转速采集模块连接主控模块，温度采集模块连接主控模块，电压采集模块连接主控模块，震动采集模块连接主控模块，主控模块连接LORA通信模块。
2.根据权利要求1所述的LORA无线低功耗信息采集设备，其特征在于，主控模块包括主控芯片U1-A，主控芯片U1-A型号为STM32WL55JCI6，主控芯片U1-A的PA2、RF0-HP、RFI-N引脚连接LORA通信模块，主控芯片U1-A的PA4、PA5、PA6、PA7、PB1、PB2引脚连接加速度采集模块。
3.根据权利要求2所述的LORA无线低功耗信息采集设备，其特征在于，LORA通信模块包括集成电路U7，集成电路U7型号为PE4259-63，集成电路U7的1号引脚通过电容C27连接主控模块，集成电路U7的3号引脚连接电感R23的一端，电感R23的另一端连接电容C32的一端，电容C32的另一端连接电感L8的一端、电容C30的一端、电容C31的一端，电容C31的另一端接地，电感L8的另一端连接电容C30的另一端、电容C29的一端、电感L7的一端，电容C29的另一端接地，电感L7的另一端连接主控模块，集成电路U7的4号引脚连接电阻R29的一端、电阻R26的一端，电阻R26的另一端接地，电阻R29的另一端连接主控模块，集成电路U7的5号引脚连接电容C23的一端，电容C23的另一端连接电容C21的一端、电感R20的一端，电容C21的另一端接地，电感R20的另一端连接电容C20的一端、天线J1，电容C20的另一端接地。
4.根据权利要求2所述的LORA无线低功耗信息采集设备，其特征在于，震动采集模块包括集成电路U29，集成电路U29的型号为ADXL345，集成电路U29的7、8、9、12、13、14号引脚连接主控模块，集成电路U29的7号引脚通过电阻R79连接3.3V电压，集成电路U29的12号引脚通过电阻R78连接3.3V电压，集成电路U29的13号引脚通过电阻R46连接3.3V电压。
5.根据权利要求1所述的LORA无线低功耗信息采集设备，其特征在于，温度采集模块、电压采集模块连接主控模块的ADC类型引脚。
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