一种基于LoRaWAN通讯协议的集中器的制作方法

本实用新型涉及一种基于LoRaWAN通讯协议的集中器。

背景技术：

LoRaWAN系统平台项目集中器，用于无线民用智能燃气表，安装在抄表现场，可以对现场设备进行组网通信，使表端与系统服务器之间保持连接，集中器中的天线模块与电源输入端是维持集中器信号正常传输与收发起到决定性作用，由于集中器安装在室外，容易遭受雷击，且电源输入端接入的市电容易产生浪涌现象，在现有技术中，天线模块和电源输入端均无相应的防护措施，当集中器遭受雷击或电源输入端发生浪涌时，天线模块受到冲击导致天线模块无法正常进行数据的传输与收发功能。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题就是提供一种基于LoRaWAN通讯协议的集中器，解决集中器因防护措施不到位情况下，造成无法进行数据采集及数据传输中断的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种基于LoRaWAN通讯协议的集中器，包括外壳和设置在外壳内的主处理器模块，主处理器模块连接有电源输入端，外壳上设有与主处理器模块相连的天线模块，主处理器模块依靠天线模块实现数据接收与发送，所述外壳内还设有保护模块，所述保护模块包括设置于主处理器模块与天线模块之间的第一保护模块，及设置于主处理器模块与电源输入端之间的第二保护模块。

优选的，所述第一保护模块为防雷保护模块，所述电源输入端连接市电，所述第二保护模块包括浪涌保护模块与短路保护模块。

优选的，外壳内设有安装底板，所述浪涌保护模块和短路保护模块均与安装底板相连，所述防雷保护模块通过支撑架安装在安装底板上。

优选的，所述电源输入端连接有UPS模块，所述UPS模块连接有直流电源。

优选的，UPS模块还包括开关电源模块和支架，支架包括第一安装部和第二安装部，所述UPS模块通过第一安装部安装于所述支架上，所述开关电源模块通过第二安装部安装于所述支架上，所述开关电源模块和UPS模块随所述支架安装到安装底板上。

优选的，第一安装部为形成在支架上的容腔，所述容腔一侧设有开口，所述UPS模块经所述开口装入所述容腔内，所述第二安装部为支架上构成容腔的其中一个壁板，所述开关电源模块固定于壁板上且位于容腔外侧。

优选的，天线模块包括数据采集收集的LoRa天线或数据传输的4G天线或对集中器位置定位的GPS天线中的一种或多种。

优选的，外壳为铝合金外壳，外壳外表面具有防腐蚀的喷塑层。

优选的，外壳包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体之间设有密封圈，上壳体通过螺钉固定连接在下壳体上。

优选的，下壳体上设有固定密封圈的凹槽，上壳体上设有向外突出的压条，密封圈依靠拧紧上壳体和下壳体之间的螺钉来触发压条压紧。

综上所述，本实用新型的优点：1.通过主处理器模块与天线模块之间的第一保护模块及设置于主处理器模块与电源输入端之间的第二保护模块，能实现天线模块和电源输入端的防雷击效果，从而避免了集中器内部电器元器件和电源遭受雷击，从而保证数据的正常传输与收发，提高了集中器的使用寿命；

2.将保护模块设置在外壳内，优化了整体的结构，且组装方便；

3.天线模块的设置，能实现主处理模块能快速的接收与发送数据；

4.将第一保护模块设置成防雷保护模块，当天线模块与主处理器模块之间的通信线路因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，防雷保护模块能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中天线模块和主处理器模块的损害，实现了对天线模块的防雷击效果；

5.电源输入端连接市电，且第二保护模块包括浪涌保护模块与短路保护模块，当市电因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护模块能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对市电及集中器的损害，实现了对市电的防雷击效果，并通过短路保护器可以用来检测市电是否发生短路，从而提高了集中器的使用寿命；

6.安装底板的设置，能实现天线模块和市电的快速接地效果，且有利于集中器内内部电器元器件的平稳安装；

7.电源输入端连接有UPS模块，使电源输入端的供电方式实现市电与备电相结合的方式，能在市电断电情况下，在断电瞬间切换成UPS模块供电，满足城市使用环境，能实现数据采集、采集的全天候实时在线；

8.通过第一安装部和第二安装部将开关电源模块和UPS模块统一的设置在支架上，从而使开关电源模块和UPS模块形成一个整体，减少了整体安装时的占用空间，整体结构紧凑、组装简单，从而使安装底板上能预留更多空间安装其他器件；

9.将第一安装部设置成一侧设有开口的容腔，有利于UPS模块的快速安装固定，第二安装部设置成支架上构成容腔的其中一个壁板，且开关电源模块设置在壁板上且位于容腔外侧，能根据实际的安装空间设置开关电源模块的安装位置，能实现UPS模块和开关电源模块相互独立的安装在支架上，减少安装时相互之间的碰撞；

10.将天线设置成数据采集收集的LoRa天线、数据传输的4G天线、对集中器位置定位的GPS天线中的一种或多种，通过LoRa天线负责收集表端反馈的信息并将系统指令下发给终端，4G天线负责将采集到的数据传输到云端，并将云端的指令接受到集中器，系统通过GPS信号定位到集中器具体位置，进行实时监测，通过不同天线功能，实现集中器时时数据接收与传输，并对集中器本身定位；

11.将外壳采用铝合金外壳，能实现外壳的快速成型，能保证外壳的完整性，且喷塑层的设置，提高了外壳的防护性能；

12.将外壳设置成上壳体和下壳体，上壳体和下壳体能将集中器内的电器元器件封装，并通过密封圈实现密封，能提高外壳整体的防尘、防水、防爆的效果；

13.通过螺钉锁紧时的压力来触发压条压紧密封圈，能使整个集中器外壳达到IP65的防护效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种基于LoRaWAN通讯协议的集中器的结构示意图；

图2为本实用新型UPS模块的爆炸图；

图3为本实用新型外壳的局部示意图。

附图标记：

1外壳、11上壳体、12下壳体、13密封圈、14压条、2主处理器模块、 3天线模块、31LoRa天线、32 4G天线、33GPS天线、4防雷保护模块、41支撑架、5电源输入端、51自备电表、6浪涌保护模块、7短路保护模块、8安装底板、91UPS模块、92开关电源模块、93支架、94第一安装部、95第二安装部、96沉头螺钉、97沉头孔、98翻边、99避让缺口、911接线端口、912 拨动开关

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种基于LoRaWAN通讯协议的集中器，包括外壳 1和设置在外壳1内的主处理器模块2，主处理器模块2连接有电源输入端5，外壳1上设有与主处理器模块2相连的天线模块3，主处理器模块2依靠天线模块3实现数据接收与发送，所述外壳1内还设有保护模块，所述保护模块包括设置于主处理器模块与天线模块之间的第一保护模块，及设置于主处理器模块与电源输入端之间的第二保护模块，通过主处理器模块与天线模块之间的第一保护模块及设置于主处理器模块与电源输入端之间的第二保护模块，能实现天线模块和电源输入端的防雷击效果，从而避免了集中器内部电器元器件和电源遭受雷击，从而保证数据的正常传输与收发，提高了集中器的使用寿命，所述第一保护模块为防雷保护模块，当天线模块与主处理器模块之间的通信线路因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，防雷保护模块能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中天线模块和主处理器模块的损害，实现了对天线模块的防雷击效果，所述电源输入端连接市电，所述第二保护模块包括浪涌保护模块与短路保护模块，当市电因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护模块能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对市电和集中器的损害，实现了市电的防雷击效果，并通过短路保护器可以用来检测市电是否发生短路，从而提高了集中器的使用寿命，外壳1内设有安装底板8，所述浪涌保护模块和短路保护模块均与安装底板8相连，所述防雷保护模块通过支撑架41安装在安装底板上，能实现天线模块和市电的快速接地效果，且有利于集中器内部电器元器件的平稳安装。

另外，所述电源输入端连接有UPS模块91，所述UPS模块连接有直流电源，使电源输入端的供电方式实现市电与备电相结合的方式，能在市电断电情况下，在断电瞬间切换成UPS模块供电，满足城市使用环境，能实现数据采集、采集的全天候实时在线，UPS模块91还包括开关电源模块92和支架93，支架93包括第一安装部94和第二安装部95，所述UPS模块通过第一安装部安装于所述支架上，所述开关电源模块通过第二安装部安装于所述支架上，所述开关电源模块和UPS模块随所述支架安装到安装底板上，使开关电源模块和UPS模块形成一个整体，减少了整体安装时的占用空间，整体结构紧凑、组装简单，从而使安装底板上能预留更多空间安装其他器件，第一安装部94为形成在支架上的容腔，所述容腔一侧设有开口，所述UPS模块91经所述开口装入所述容腔内，所述第二安装部95为支架上构成容腔的其中一个壁板，所述开关电源模块92固定于壁板上且位于容腔外侧，将第一安装部设置成一侧设有开口的容腔，有利于UPS模块的快速安装固定，第二安装部设置成支架上构成容腔的其中一个壁板，且开关电源模块设置在壁板上且位于容腔外侧，能根据实际的安装空间设置开关电源模块的安装位置，能实现UPS模块和开关电源模块相互独立的安装在支架上，减少安装时相互之间的碰撞，本实施例中开关电源模块通过沉头螺钉96安装在壁板上，壁板上设有固定沉头螺钉的沉头孔97，安装时，首先将沉头螺钉穿过壁板上的沉头孔将开关电源模块固定，然后将UPS模块穿过开口后装入容腔内，最后通过支架将开关电源模块和UPS模块形成一个整体安装在集中器内。

另外，UPS模块91上设有接线端口911和拨动开关912，所述支架93上设有用于显露所述接线端口和拨动开关的避让缺口99，能实现UPS模块上连接线的快速安装，所述容腔与所述UPS模块相匹配，所述支架与集中器的壳体配合将所述UPS模块限位在容腔内，减少了紧固件的安装程序，提高了整体的安装效率，所述容腔壁与所述UPS模块外表面具有0.2mm～1mm的单边间隙，本实施例优选0.5mm的单边间隙，能实现UPS模块的快速安装，减少安装时UPS模块的损坏，所述支架一侧设有用于连接安装底板的翻边98，能实现支架与安装底板的快速连接，能能保证支架的平整度，且翻边加工方便，支架选用钣金结构制成，优选1.2mm或1.5mm的钢板，有利于翻边的冲压成型，所述支架表面具有防锈蚀的镀锌层，能有效的防止支架表面腐蚀，提高了支架的使用寿命。

天线模块3包括数据采集收集的LoRa天线31或数据传输的4G天线32或对集中器位置定位的GPS天线33中的一种或多种，通过LoRa天线负责收集表端反馈的信息并将系统指令下发给终端，4G天线负责将采集到的数据传输到云端，并将云端的指令接受到集中器，系统通过GPS信号定位到集中器具体位置，进行实时监测，通过不同天线功能，实现集中器时时数据接收与传输，并对集中器本身定位，为了实现实时的查询实际的用电情况，本实施例在电源输入端上串联有自备电表51。

另外，外壳为铝合金外壳，外壳外表面具有防腐蚀的喷塑层，由于采用了铝合金外壳，能实现外壳的快速成型，能保证外壳的完整性，且喷塑层的设置，提高了外壳的防护性能，外壳1包括上壳体11和下壳体12，上壳体11和下壳体12之间设有密封圈13，上壳体11通过螺钉固定连接在下壳体12上，将外壳设置成上壳体和下壳体，上壳体和下壳体能将集中器内的电器元器件封装，并通过密封圈实现密封，能提高外壳整体的防尘、防水、防爆的效果，下壳体12 上设有固定密封圈的凹槽，上壳体11上设有向外突出的压条14，密封圈13依靠拧紧上壳体11和下壳体12之间的螺钉来触发压条14压紧，通过螺钉锁紧时的压力来触发压条压紧密封圈，能使整个集中器外壳达到IP65的防护效果，市电和天线上均设有防水接头，且防水接头内自带密封功能，安装时通过螺母锁紧压缩来实现外壳下壳体的防水效果。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。