一种基于LoRa的数据远传装置的制作方法

一种基于lora的数据远传装置
技术领域
1.本实用新型涉及无线通讯技术领域，具体涉及一种基于lora的数据远传装置。


背景技术：

2.目前大多数数据通过采集器采集后，再通过某种工业总线传输到上位机，这些测量设备需要布线，因此当传输距离比较远时，安装和维护成本上升，可靠性下降，且无法灵活布置采集节点。当现场环境复杂的情况下，采用线缆布线更是难度加大。当然，目前也采用无线布线方式，比如zigbee，nb
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iot等技术采集。但是现有技术存在的缺陷:1.zigbee技术传输距离短，穿透力弱；2.nb
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iot技术每年需要向运营商资费；3.指示灯单一，现场安装调试比较复杂；4.出现频段被干扰，需花费大量时间调频；5.供电方式单一。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于lora的数据远传装置，本系统采用lora通讯模块可解决传统的线缆布线困难方式，节约成本，易于大规模使用，具有多种状态指示，可节约工程技术人员安装调试的时间，以及在运行过程出现问题能及时检修。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种基于lora的数据远传装置，包括主控模块、lora通讯模块、rgb指示模块以及双电源供电模块，所述lora通讯模块、rgb指示模块以及双电源供电模块均与所述主控模块电连接，所述lora通讯模块用于数据的远距离稳定传输，所述rgb指示模块用于指示远程数据传输的状态，所述双电源供电模块采用双电源供电的形式给系统提供所电源。
6.在本实用新型中，进一步的，还包括485通讯模块，所述485通讯模块与所述主控模块电信号连接，所述485通讯模块用于实现与上位机之间的信号传输。
7.在本实用新型中，进一步的，还包括一键换频电路和外部晶振电路，所述一键换频电路、外部晶振电路均与所述主控模块电连接，所述一键换频电路用于在频段受到干扰时进行频段切换，所述外部晶振电路用于给主控模块的单片机提供基本的时钟信号。
8.进一步的，所述主控模块包括芯片u1，所述外部晶振电路包括晶振x1，所述晶振x1与所述芯片u1的osc_in、osc_out的端口连接，用于实现晶振x1与芯片u1的信号收发。
9.进一步的，所述rgb指示模块包括芯片u8，所述芯片u8的din、cin端口与所述芯片u10的20脚、19脚对应连接，芯片u8的r、g、b端口连接有rgb1指示灯。
10.在本实用新型中，优选的，所述lora通讯模块包括芯片u2，所述芯片u2的dio0至dio2端口与芯片u1的pa1至pa3端口连接，所述芯片u2的14至16脚与芯片u1的11至13脚对应连接，用于实现芯片u1与芯片u2之间的信息收发。
11.在本实用新型中，优选的，所述双电源供电模块包括芯片u5和接口p10，芯片u5的输入端连接有24v电源，所述芯片u5用于对24v电源进行降压，所述接口p10用于接入220v电源。
12.所述485通讯模块包括芯片u3，所述芯片u3的ro、di端口与所述芯片u1的18、17端口对应连接，所述芯片u3的6、7、8端口连接有485接口p7，所述485接口p7用于实现与上位机进行通讯。
13.在本实用新型中，优选的，所述一键换频电路包括切换开关sw1，所述切换开关sw1与所述芯片u1的pa0端口连接。
14.所述芯片u1的nrst端口连接有复位电路，所述复位电路包括复位按钮sw2，所述复位按钮sw2用于实现单片机复位。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.(1)本实用新型一种基于lora的数据远传装置，lora通讯模块采用型号为sx1278为lora芯片，主控模块以stm32f030f4p6为主控芯片，实现了五公里范围内可稳定传输，解决传统的线缆布线困难方式，节约成本，易于大规模使用。同时lora通讯模块运用了lora扩频技术，具有发射功率密度低，不易对其他设备造成干扰，保密性高，被截获的可能性极低，抗干扰能力强，对同频干扰及各种噪声具有极强的抑制能力，具有极好的抗多径衰落性能等优点。
17.(2)本系统设有双电源供电模块，采用直流宽电压供电7.4v～24v和交流电110v～220v双电源供电方式进行供电。
18.(3)本系统设有rgb指示模块，采用rgb1指示灯作为状态指示，多种颜色显示，可快速判断系统中信息传输的状态。
19.(4)本系统设有一键换频电路，在受到相同频段干扰时，可快速切换。同时通过485通讯模块与上位机通讯，进行模块参数配置，操作简单、方便使用。
附图说明
20.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
21.在附图中：
22.图1是本实用新型的整体结构框图；
23.图2是本实用新型中主控模块电路示意图；
24.图3是本实用新型中外部晶振电路的电路图；
25.图4是本实用新型中rgb指示模块的电路图；
26.图5是本实用新型中lora通讯模块的电路图；
27.图6是本实用新型中485通讯模块的电路图；
28.图7是本实用新型中双电源供电模块的电路图i；
29.图8是本实用新型中双电源供电模块的电路图ii；
30.图9是本实用新型中一键换频电路和复位电路的电路图。
具体实施方式
31.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。
32.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
34.请同时参见图1至图9，本实用新型一较佳实施方式提供一种基于lora的数据远传装置，包括主控模块、lora通讯模块、rgb指示模块以及双电源供电模块，所述lora通讯模块、rgb指示模块以及双电源供电模块均与所述主控模块电连接，所述lora通讯模块用于数据的远距离稳定传输，所述rgb指示模块用于指示远程数据传输的状态，所述双电源供电模块采用双电源供电的形式给系统提供所电源。
35.具体的，在本实施例中，lora通讯模块将采集到的数据传输给主控模块进行数据分析，主控模块根据接收采集信息的情况判断数据是否正常，并控制rgb指示模块的rgb1指示灯的颜色。利用双电源供电模块来给整个系统提供所需要的电源。由于目前现有技术中的现场采集数据需要大规模布线，本系统通过采用lora通讯模块进行数据采集以及传输，可解决传统的线缆布线困难方式，节约成本，易于大规模使用。
36.在本实用新型中，进一步的，还包括一键换频电路和外部晶振电路，所述一键换频电路、外部晶振电路均与所述主控模块电连接，所述一键换频电路用于在频段受到干扰时进行频段切换，所述外部晶振电路用于给主控模块的单片机提供基本的时钟信号。
37.进一步的，所述主控模块包括芯片u1，芯片u1的型号为stm32f030f4p6，所述外部晶振电路包括晶振x1，所述晶振x1与所述芯片u1的osc_in、osc_out的端口连接，用于实现晶振x1与芯片u1的信号收发。具体的，外部晶振电路可以结合芯片u1的内部电路，为单片机提供所必备的时钟频率，从而使单片机内部的程序执行更加安全、稳定。
38.所述一键换频电路包括切换开关sw1，所述切换开关sw1与所述芯片u1的pa0端口连接。所述芯片u1的nrst端口连接有复位电路，所述复位电路包括复位按钮sw2，所述复位按钮sw2用于实现单片机复位。具体的，在受到相同频段干扰时，主控模块控制切换开关sw1可快速切换频段。
39.在本实用新型中，进一步的，还包括485通讯模块，所述485通讯模块与所述主控模块电信号连接，所述485通讯模块用于实现与上位机之间的信号传输。具体的，所述485通讯模块包括芯片u3，所述芯片u3的ro、di端口与所述芯片u1的18、17端口对应连接，所述芯片u3的6、7、8端口连接有485接口p7，所述485接口p7用于实现与上位机进行通讯。通过485通讯模块与上位机通讯，通过上位机配置模块参数，从而使整个系统简单方便使用。
40.进一步的，所述rgb指示模块包括芯片u8，所述芯片u8的din、cin端口与所述芯片u10的20脚、19脚对应连接，芯片u8的r、g、b端口连接有rgb1指示灯。具有不同颜色的rgb1指示灯用于指示不同状态，可节约工程技术人员安装调试的时间，以及在运行过程出现问题
能及时检修。
41.在本实用新型中，优选的，所述lora通讯模块包括芯片u2，所述芯片u2的dio0至dio2端口与芯片u1的pa1至pa3端口连接，所述芯片u2的14至16脚与芯片u1的11至13脚对应连接，用于实现芯片u1与芯片u2之间的信息收发。芯片u2的型号为sx1278，结合型号为stm32f030f4p6的芯片u1，实现了五公里范围内可稳定传输，解决传统的线缆布线困难方式，节约成本，易于大规模使用。同时该芯片运用了lora扩频技术，具有发射功率密度低，不易对其他设备造成干扰，保密性高，被截获的可能性极低，抗干扰能力强，对同频干扰及各种噪声具有极强的抑制能力，具有极好的抗多径衰落性能等优点。
42.在本实用新型中，优选的，所述双电源供电模块包括芯片u5和接口p10，芯片u5的输入端经过电容c12、电容c11连接有24v电源，芯片u5的型号为xl1509，该单片机为150khz固定频率脉宽调制降压型的dc/dc转换器，用于将24v电源进行降压到达7.4v～24v进行供电，所述接口p10用于接入交流220v电源供电。双电源供电模块还包括芯片u4，芯片u4的输入端；连接有电容c9、c10，输出端连接有电容c8，芯片u4用于提供3.3v的单片机电源。
43.在本实施方式中，工作原理：
44.本系统中双电源供电模块采用直流宽电压供电7.4v～24v和交流电110v～220v两种供电方式进行供电，通过lora通讯模块将采集到的数据传输给主控模块进行数据分析，主控模块根据接收采集信息的情况判断数据是否正常，并控制rgb指示模块的rgb1指示灯的颜色，具有不同颜色的rgb1指示灯用于指示不同状态，可节约工程技术人员安装调试的时间，以及在运行过程出现问题能及时检修。同时通讯过程中，在受到相同频段干扰时，通过切换开关sw1可快速切换频段，以防止对数据传输造成影响。主控模块通过485通讯模块与上位机之间进行通讯，通过上位机配置模块参数，从而使整个系统简单方便使用。由于目前现有技术中的现场采集数据需要大规模布线，本系统通过采用lora通讯模块进行数据采集以及传输，可解决传统的线缆布线困难方式，节约成本，易于大规模使用。
45.上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。