基于LORA的数据采集终端的制作方法

基于lora的数据采集终端
技术领域
[0001]
本实用新型涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种基于lora的数据采集终端。


背景技术：

[0002]
数据采集终端主要用于采集数控对象的工作和运行状态数据，实现对设备的监视与控制。传统数据采集终端需要通过数据接口连接数控对象，以获取数控对象的各种参数，还需要通过通信接口连接后台，以将获取的数据发送至后台进行管理。传统数据采集终端大都采用有线方式将获取的数据发送至后台，有线方式受传输距离的限制，且接线不便，数据采集终端使用不便。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此本实用新型提出了一种基于lora的数据采集终端，以解决传统数据采集终端采用有线方式进行数据传输而受传输距离限制且接线不便的问题。
[0004]
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于lora的数据采集终端，包括单片机、lora无线模块以及数据收发器；
[0005]
所述lora无线模块的i/o接口、spi接口分别连接所述单片机，所述数据收发器的第一端通过串口连接所述单片机，所述数据收发器的第二端连接采集对象的数据接口。
[0006]
可选的，所述lora无线模块包括zm470sx-m芯片。
[0007]
可选的，所述数据收发器包括rs232收发器，所述rs232收发器的第一端通过串口连接所述单片机，所述rs232收发器的第二端连接采集对象的数据接口。
[0008]
可选的，所述rs232收发器包括sp3232een芯片，所述rs232收发器的第一端为sp3232een芯片的9号、10号引脚，所述rs232收发器的第二端为sp3232een芯片的7号、8号引脚。
[0009]
可选的，所述数据收发器包括rs485收发器及收发控制器；
[0010]
所述rs485收发器的第一端通过串口连接所述单片机，所述rs485收发器的第二端连接采集对象的数据接口；
[0011]
所述收发控制器的输入端连接所述单片机的txd口，所述收发控制器的输出端连接所述rs485收发器的使能端，所述收发控制器在所述单片机的txd口为高电平时输出低电平，在所述单片机的txd口为低电平时输出高电平。
[0012]
可选的，所述rs485收发器包括sp485een芯片，所述rs485收发器的第一端为sp485een芯片的1号、4号引脚，所述rs485收发器的第二端为sp485een芯片的6号、7号引脚，所述rs485收发器的使能端为sp485een芯片的2号、3号引脚。
[0013]
可选的，所述收发控制器包括sn74lvc1g00dbvr芯片，所述收发控制器的输入端为sn74lvc1g00dbvr芯片的1号、2号引脚，所述收发控制器的输出端为sn74lvc1g00dbvr芯片的4号引脚。
[0014]
可选的，所述数据收发器还包括数字隔离器，所述数字隔离器接入所述rs485收发
器的第一端与所述单片机之间。
[0015]
可选的，所述数字隔离器包括adum3201arz芯片，adum3201arz芯片的2号、3号引脚分别连接所述单片机，adum3201arz芯片的6号、7号引脚分别连接所述rs485收发器的第一端。
[0016]
本实用新型的基于lora的数据采集终端相对于现有技术具有以下有益效果：
[0017]
(1)本实用新型通过lora无线模块进行数据采集终端的无线传输，降低了传输距离的限制，简化了线路，使用更加方便；
[0018]
(2)本实用新型可通过rs232收发器实现单片机与外部设备的rs232通信，可通过rs485收发器实现单片机与外部设备的rs485通信，这样便提供了232与485两种接口通信方式，适用性广。
附图说明
[0019]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]
图1为本实用新型的基于lora的数据采集终端结构框图；
[0021]
图2为本实用新型的单片机的电路图；
[0022]
图3为本实用新型的zm470sx-m芯片的电路图；
[0023]
图4为本实用新型的sp3232een芯片的电路图；
[0024]
图5为本实用新型的adum3201arz芯片及sn74lvc1g00dbvr芯片的电路图；
[0025]
图6为本实用新型的sp485een芯片的电路图。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]
如图1所示，本实施例的基于lora的数据采集终端包括单片机、lora无线模块以及数据收发器。lora无线模块的i/o接口、spi接口分别连接单片机，数据收发器的第一端通过串口连接单片机，数据收发器的第二端连接采集对象的数据接口。
[0028]
具体的，如图2和图3所示，单片机包括stm32f103c8t6芯片，lora无线模块包括zm470sx-m芯片，lora无线模块的i/o接口包括zm470sx-m芯片的5、6、7、8、10号引脚，lora无线模块的spi接口包括zm470sx-m芯片的14、15、16、17号引脚，stm32f103c8t6芯片的39、40、41、42、43号引脚分别与zm470sx-m芯片的5、6、7、8、10号引脚一一对应相连，stm32f103c8t6芯片的15、17、16、14号引脚分别与zm470sx-m芯片的14、15、16、17号引脚一一对应相连。
[0029]
其中，zm470sx-m芯片与传统调制技术相比，在抑制同频干扰的性能方面具有明显优势，解决了传统方案无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的弊端，芯片集成了+20dbm的可调功率放大器，可获得超过-148dbm的接收灵敏度，传输距离远、可靠性高。
[0030]
本实施例中，数据收发器用于提供采集对象与单片机之间的数据接口通道，采集对象的各种参数可通过数据收发器传输至单片机，由单片机控制lora无线模块将数据发送出去；lora无线模块接收的外部数据也可通过单片机中转，然后通过数据收发器发送至采集对象。这样本实施例通过lora无线模块进行数据采集终端的无线传输，降低了传输距离的限制，简化了线路，使用更加方便。
[0031]
如图1所示，本实施例的数据收发器包括rs232收发器，rs232收发器的第一端通过串口连接单片机，rs232收发器的第二端连接采集对象的数据接口。如图4所示，rs232收发器包括sp3232een芯片，rs232收发器的第一端为sp3232een芯片的9号、10号引脚，rs232收发器的第二端为sp3232een芯片的7号、8号引脚。sp3232een芯片的9号、10号引脚分别与stm32f103c8t6芯片的13号、12号引脚一一对应相连，sp3232een芯片的7号、8号引脚连接外部设备接口。这样本实施例可通过rs232收发器实现单片机与外部设备的rs232通信。
[0032]
如图1所示，本实施例的数据收发器还包括rs485收发器及收发控制器。rs485收发器的第一端通过串口连接单片机，rs485收发器的第二端连接采集对象的数据接口。收发控制器的输入端连接单片机的txd口，收发控制器的输出端连接rs485收发器的使能端，收发控制器在单片机的txd口为高电平时输出低电平，在单片机的txd口为低电平时输出高电平。
[0033]
具体的，如图6所示，rs485收发器包括sp485een芯片，rs485收发器的第一端为sp485een芯片的1号、4号引脚，rs485收发器的第二端为sp485een芯片的6号、7号引脚，rs485收发器的使能端为sp485een芯片的2号、3号引脚。如图5所示，收发控制器包括sn74lvc1g00dbvr芯片，收发控制器的输入端为sn74lvc1g00dbvr芯片的1号、2号引脚，收发控制器的输出端为sn74lvc1g00dbvr芯片的4号引脚。
[0034]
进一步的，如图1所示，本实施例优选数据收发器还包括数字隔离器，数字隔离器接入rs485收发器的第一端与单片机之间。如图5所示，数字隔离器包括adum3201arz芯片，adum3201arz芯片的2号、3号引脚分别连接单片机，adum3201arz芯片的6号、7号引脚分别连接rs485收发器的第一端。
[0035]
其中，adum3201arz芯片是双通道数字隔离器，提供两个独立的具备各种通道配置和数据速率的隔离信道，提供与低电压系统的兼容性以及跨越隔离栅的电压转换功能，可确保在存在输入逻辑转换的直流正确性和上电/掉电条件。
[0036]
本实施例中，stm32f103c8t6芯片的22、21号引脚分别与adum3201arz芯片的2号、3号引脚一一对应相连，adum3201arz芯片的7号引脚连接sp485een芯片的1号引脚，adum3201arz芯片的6号引脚与sn74lvc1g00dbvr芯片的1号、2号引脚同时相连，sn74lvc1g00dbvr芯片的4号引脚与sp485een芯片的2号、3号引脚同时相连，adum3201arz芯片的6号引脚还连接sp485een芯片的4号引脚。如图4所示，rs232收发器和rs485收发器可通过集成接口j4连接外部设备。
[0037]
本实施例中，可通过rs485收发器实现单片机与外部设备的rs485通信，这样本实施例便提供了232与485两种接口通信方式，适用性广。485通信中，收发控制器用于控制rs485收发器的收发状态，单片机接收数据时，默认txd引脚为高电平，sn74lvc1g00dbvr芯片为与非门，2号、3号引脚同时为高电平时，4号引脚输出低电平，sp485een芯片的2号引脚有效，sp485een芯片工作于接收状态。由于在较远距离的传输时往往有接地环路、瞬态电压
等干扰，可靠的隔离设计非常重要，数字隔离器用于对单片机与rs485收发器进行数字隔离，避免线路中的干扰对单片机产生影响。
[0038]
以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。