本实用新型涉及燃气表技术领域，尤其涉及一种基于LoRaWan低功耗智能燃气表辅助装置。
背景技术：
现有未采用无线远传技术的燃气表可分为非远传燃气表和有线远传燃气表两类。
非远传燃气表，如IC卡燃气表或机械式燃气表，目前由抄表人员定期逐户入户手动查抄。非远传燃气表，人工查抄方式入户不便、效率低、成本高、不具实时性、准确性不高。
有线远传燃气表，如通过RS485传输线和集中器通信进行抄表及控制。有线远传燃气表，需要铺设线路及集中器，大面积覆盖需大量多级集中器，不宜改造、安置及维护成本高。
现有无线燃气表多采用Zigbee、GPRS。这类技术方案的重点在于表具成本、网络建设成本、通信费用、电池寿命。
Zigbee无线燃气表数据距离短、大面积组网所需大量基站或集中器、空间及设备成本高，建设成本较高。
GPRS无线燃气表功耗高、更换电池频繁、需缴纳移动通信费用，使用成本较高。
技术实现要素：
针对上述现有技术现状，本实用新型目的在于解决燃气表成本、抄表成本、使用成本较高以及数据安全这一问题。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种基于LoRaWan低功耗智能燃气表辅助装置，包括微控制器、电源电路、阀门控制电路、报警模块、输入操作电路、流量计量模块、看门狗、实时时钟、LCD显示模块、电压监测电路、CPU卡射频模块、安全模块、数据存储模块、LoRa射频模块；所述微控制器分别与阀门控制电路、报警模块、输入操作电路、流量计量模块、看门狗、实时时钟、LCD显示模块、电压监测电路、CPU卡射频模块、安全模块、数据存储模块、LoRa射频模块连接；所述电源电路分别与微控制器、阀门控制电路、报警模块、输入操作电路、流量计量模块、看门狗、实时时钟、LCD显示模块、电压监测电路、CPU卡射频模块、安全模块、数据存储模块、LoRa射频模块连接；
所述微控制器集成燃气表主程序和LoRaWan协议栈，所述微控制器用于控制各功能模块、管理LoRaWan协议栈，以低功耗运行方式控制各功能模块完成流量采集、燃气表状态监测、阀门控制、IC卡读写、无线数据收发、报警提示、阶梯计费等工作；
所述电源电路用于为各功能模块提供高效率和稳定的电源；
所述阀门控制电路用于驱动燃气表基表内置电磁阀开关；
所述报警模块用于错误状态提醒及报警；
所述输入操作电路用于外部操作以查看燃气表状态；
所述流量计量模块用于采集燃气流量；
所述看门狗用于监测燃气表主程序运行状态，提供死机保护；
所述实时时钟用于为燃气表提供时间日历；
所述LCD显示模块用于显示燃气表状态；
所述电压监测电路用于监控电源电压，保障燃气表正常运行；
所述CPU卡射频模块用于读写IC卡；
所述安全模块用于IC卡读写时认证；
所述数据存储模块用于燃气表参数及历史数据的存储和记录；
所述LoRa射频模块用于收发燃气表LoRa无线信号并对所述LoRa无线信号调制解调。
在上述方案的基础上，所述燃气表采用LoRaWan组网及通信协议。
在上述方案的基础上，所述微控制器为低功耗R7F0C系列控制器，所述LoRa射频模块为低功耗、长距离的SX1278芯片，所述电源电路选用极地静态功耗电压转换芯片。
在上述方案的基础上，所述电源电路由电池、二极管、电压转换芯片、电阻、电容构成。
在上述方案的基础上，所述阀门控制电路是由多个三极管和二极管组成的桥式驱动电路。
在上述方案的基础上，所述报警模块包括蜂鸣器电路和LCD。
在上述方案的基础上，所述输入操作电路由按键电路实现。
在上述方案的基础上，所述安全模块为ESAM安全芯片。
本实用新型公开了一种基于LoRaWan低功耗智能燃气表辅助装置的基本原理和主要特征。本实用新型存在多种变化，包括模块删减、模块整合、芯片替换。
本实用新型选用低功耗微控制器和LoRa低功耗芯片，采用低功耗设计，降低了待机功耗及无线收发功率，实现无线抄表的同时提高了电池寿命，降低了使用成本。
本实用新型的微控制器集成了燃气表主控程序和LoRaWan协议栈，所述LoRa射频模块与其它功能模块共用微控制器，无需LoRa射频模块具备额外微控制器，提高了整机的可靠性，降低了整机成本。
本实用新型采用非授权频段的LoRa扩频技术、LoRaWan组网及通信协议，无需支付通讯费用，降低了使用成本，实现无线自动抄表，降低了抄表成本。
本实用新型符合LoRaWan规范，燃气表组网时经秘钥认证，数据传输过程中经AES128加密、解密，IC卡数据交换采用CPU卡和ESAM组合认证，保障数据传输和交换过程的安全。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1本实用新型的功能模块构成及关系原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型所述的基于LoRaWan低功耗智能燃气表辅助装置，包括微控制器、电源电路、阀门控制电路、报警模块、输入操作电路、流量计量模块、看门狗、实时时钟、LCD显示模块、电压监测电路、CPU卡射频模块、安全模块、数据存储模块、LoRa射频模块；所述微控制器分别与阀门控制电路、报警模块、输入操作电路、流量计量模块、看门狗、实时时钟、LCD显示模块、电压监测电路、CPU卡射频模块、安全模块、数据存储模块、LoRa射频模块连接；所述电源电路分别与微控制器、阀门控制电路、报警模块、输入操作电路、流量计量模块、看门狗、实时时钟、LCD显示模块、电压监测电路、CPU卡射频模块、安全模块、数据存储模块、LoRa射频模块连接；
所述微控制器集成燃气表主程序和LoRaWan协议栈，所述微控制器用于控制各功能模块、管理LoRaWan协议栈，以低功耗运行方式控制各功能模块完成流量采集、燃气表状态监测、阀门控制、IC卡读写、无线数据收发、报警提示、阶梯计费等工作；
所述电源电路用于为各功能模块提供高效率和稳定的电源；
所述阀门控制电路用于驱动燃气表基表内置电磁阀开关；
所述报警模块用于错误状态提醒及报警；
所述输入操作电路用于外部操作以查看燃气表状态；
所述流量计量模块用于采集燃气流量；
所述看门狗用于监测燃气表主程序运行状态，提供死机保护；
所述实时时钟用于为燃气表提供时间日历；
所述LCD显示模块用于显示燃气表状态；
所述电压监测电路用于监控电源电压，保障燃气表正常运行；
所述CPU卡射频模块用于读写IC卡；
所述安全模块用于IC卡读写时认证；
所述数据存储模块用于燃气表参数及历史数据的存储和记录；
所述LoRa射频模块用于收发燃气表LoRa无线信号并对所述LoRa无线信号调制解调。
在上述方案的基础上，所述燃气表采用LoRaWan组网及通信协议。
在上述方案的基础上，所述微控制器为低功耗R7F0C系列控制器，所述LoRa射频模块为低功耗、长距离的SX1278芯片，所述电源电路选用极地静态功耗电压转换芯片。
在上述方案的基础上，所述电源电路由电池、二极管、电压转换芯片、电阻、电容构成。
在上述方案的基础上，所述阀门控制电路是由多个三极管和二极管组成的桥式驱动电路。
在上述方案的基础上，所述报警模块包括蜂鸣器电路和LCD。
在上述方案的基础上，所述输入操作电路由按键电路实现。
在上述方案的基础上，所述安全模块为ESAM安全芯片。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。