本发明涉及油田输油管道的运行进行监测的系统，具体涉及一种基于lora自组网技术的电热带温度无线测控系统。
背景技术：
在油田作业过程中，输油管线的温度对原油的输运非常重要，当面对严寒天气时，原油液体会发生结冻等现象造成管线的堵塞，影响生产进度，因此对包裹在管线外层的电热带温度的实时监测显得尤为重要。
目前，大多数油田电热带温度监测由工作人员去现场勘查监测，不但耗费人力，浪费时间，而且对油田的生产效率造成了一定程度的影响，虽有部分单位通过sim卡进行数据的传输，但是由于需要电信运营商的介入，费用较高。
技术实现要素：
本发明的一个目的是提供一种基于lora自组网技术的电热带温度无线测控系统，这种基于lora自组网技术的电热带温度无线测控系统用于解决目前油田电热带温度监测的问题耗费人力，监测费用的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种基于lora自组网技术的电热带温度无线测控系统包括数据采集发送模块、lora无线传感器网络、数据分析处理显示模块、太阳能供电系统，数据采集发送模块包括电热带、温度传感器、温度控制器、微处理器，电热带安装在储运装置上，用于加热保温，电热带上设置多个温度传感器、多个温度控制器，每个温度传感器、每个温度控制器均连接微处理器；电热带上分布多个lora模块，微处理器把采集到的数据进行打包传递给lora模块，通过lora无线传感网络汇聚到lora网关，再通过lora网关发送至远程服务器，远程服务器对接收回来的数据进行处理，对电热带的运行状态进行监控，远程服务器连接客户端，客户端为计算机或手机，使用者通过手机app或计算机查看；电热带、多个温度控制器、多个lora模块、lora网关均由太阳能供电系统供电，每个lora模块均设置有天线；
多个lora模块通过自组网的形式形成lora无线传感器网络，簇首节点将采集到的环境数据传送至lora网关中汇聚节点，经由lora网关将传感器节点采集的数据经由internet网络发送至远程服务器及客户端；远程服务器及客户端对采集到的参量进行分析，分类存储以及安全和智能预警。
上述方案中lora网关负责接收客户端的上行链路数据，然后将数据聚集到一个各自单独的回程连接，实现数据收集和转发。
上述方案中lora网关程序启动之后立即检查数据接收功能是否正常，若不能够正常接收数据则立即启动程序复位模块，之后便重新启动程序并再次进行数据接收功能检查，若接收模块正常工作，便进行识别数据的工作，通过由天线接收的数据包遵循lorawan协议的内容逐次进行破译，并对数据包的地址进行归类，尚若有预定发送数据的客户端还未发送数据，则主动向该客户端发送数据请求；在收到所有的客户端发送的消息之后，整理并将数据上传客户端并进行存储，之后进行待机状态，无主动操作便进入休眠模式等待下一次的唤醒命令。
上述方案中计算机或手机包括终端温度显示模块，用于显示伴热系统的温度，通过终端向工作人员反映装置工作情况。
上述方案中太阳能供电系统包括太阳能蓄电池，利用太阳能蓄电池供电。
上述方案中太阳能供电系统电路提供6v电压，lt1073经由13ω电阻检测充电电流，在镍镉电池中维持16ma的固定充电电流；lt1073内的低电压测定器在太阳能板的输出电压降到4v时，将关断充电电路；而当输出电压升到5v以上，lt1073正常工作，对太阳能蓄电池进行充电，从而提供系统在野外工作电源。
上述方案中储运装置为储油罐或输液管线。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的基于lora组网技术的电热带温度监测网络将lora模块，lora网关，嵌入式核心板和传感器模块相结合，组成了智能无线传感器网络。既保证了通信的质量，数据传输点之间的距离得到增大，减少了数据传输点的数量，又大大降低了成本。
2、本发明旨在解决在恶劣环境下，对电热带温度的控制以及数据的接收，并且在储运装置出现故障时及时的将现场情况反映给工作人员，以保障装置的稳定运行。
附图说明
图1是本发明总体框图；
图2是本发明中温度传感器、lora模块、微处理器关系框图；
图3是本发明中电热带、温度传感器、温度控制器、lora模块的关系示意图；
图4是本发明中是lora自组网系统框图；
图5是本发明中lora网关工作过程流程图；
图6是本发明中lora终端设备工作流程图；
图7是本发明中太阳能供电系统电路图。
图中：1.电热带；2.温度传感器；3.温度控制器；4.lora模块；5.输油管线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
结合图1、图2、图3所示，这种基于lora自组网技术的电热带温度无线测控系统包括数据采集发送模块、lora无线传感器网络、数据分析处理显示模块、太阳能供电系统，数据采集发送模块包括电热带1、温度传感器2、温度控制器3、微处理器，电热带1安装在储运装置上，用于加热保温，电热带1上沿其长度方向设置多个温度传感器2、多个温度控制器3，每个温度传感器2、每个温度控制器3均连接微处理器；本实施方式中储运装置为输油管线5，电热带1上分布多个lora模块4，lora模块4将电热带1全覆盖，温度传感器2采集数据，传递给微处理器，微处理器对数据进行简单分析后，把采集到的数据进行打包传递给lora模块4，通过lora无线传感网络汇聚到lora网关，再通过lora网关发送至远程服务器，远程服务器对接收回来的数据进行处理，对电热带1的运行状态进行监控，远程服务器连接客户端，客户端为计算机或手机，使用者通过手机app或计算机查看。远程服务器主要是进行数据的分析和处理，利用现有的温度传感器2，将数据传输至终端。
结合图4、图5、图6所示，lora无线传感网络由lora数据传输模块组成，lora数据传输模块包括lora模块4、lora网关、天线、微处理器。通过对lora模块4的合理布置，实现对电热带1的全覆盖。lora无线传感网络可以24小时监控伴热系统数据，并进行分析处理，对装置进行监测，节省人力物力。
天线模块需要连接嵌入式核心板进行数据信号的收发，使用天线的主要目的是为了对信号进行增益和更加稳定的进行信号的接收，将lora模块4的高灵敏性，高稳定性得到更大的发挥。
lora网关是整个组网系统里面的重要模块，处于终端和服务器中间，是多信道的收发机，lora网关使用不同的扩频因子并且可以同时进行多通道解调，同时也和其他终端进行双向通信。信号通过网关发送至服务器，由服务器进行分析处理后传至终端。
在lora系统中网关的主要功能为完成空中接口物理层的处理。网关负责接收终端节点的上行链路数据，然后将数据聚集到一个各自单独的回程连接，解决多路数据并发问题，实现数据收集和转发。网关和网络服务器通过以太网回传或任何无线通信技术建立通信链路，使用标准的tcp/ip连接。lora系统的网络是最简易的星形拓扑结构而存在的，lora网关是一个透明传输的中继，连接终端设备和后端中央服务器。网关与服务器间通过标准ip连接，终端设备采用单跳与一个或多个网关通信。所有的节点与网关间均是双向通信，同时也支持云端升级等操作以减少云端通讯时间。
网关程序启动之后会立即检查数据接收功能是否正常，若不能够正常接收数据则会立即启动程序复位模块，之后便重新启动程序并再次进行数据接收功能检查，若接收模块正常工作，便进行识别数据的工作，通过由天线接收的数据包遵循lorawan协议的内容逐次进行破译，并对数据包的地址进行归类，尚若有预定发送数据的终端设备还未发送数据，则主动向该设备发送数据请求。在收到所有的终端设备发送的消息之后，整理并将数据上传pc并进行存储，之后进行一段时间的待机状态之后无主动操作便进入休眠模式等待下一次的唤醒命令。每个数据采集系统及发送模块（无线网络节点）分布在伴热系统。lora传感器网络由lora模块4和lora网关构成，lora模块4通过自组网的形式形成无线传感网络。然后，簇首节点将采集到的环境数据传送至网关系统中汇聚节点，经由网关系统将传感器节点采集的数据经由internet网络发送至监测中心。远程监测中心对采集到的参量进行分析，分类存储以及安全和智能预警。
数据分析处理显示模块由远程服务器以及客户端构成，将采集的数据进行处理，显示在终端。作为在终端（即客户端）使用的数据发送程序，我们使用嵌入式核心板作为导入程序的载体，将程序写入单片机的方式来使得终端模块可以做到发送数据和接收信号时予以回应的功能。
在终端设备运行时，程序启动之后则会立刻检查是否有异常数据需要马上发送，若有那么需要先发送异常数据之后再进入正常数据发送的模块进行数据发送。并且在发送完数据包之后有5分钟的时间进行等待，等待lora网关是否有命令要求再发送数据。若在此期间均未接收到命令，那么程序便进入休眠模式等待下一次唤醒。
lora模块4中的sx1278芯片主要采用的是lora远程调制解调器，主要用于超远距离扩频通信，具有优秀的抗干扰能力，可以最大限度降低电流消耗。
温度控制器2采用的是电子式温度控制器，当温度监控系统所显示的温度超出既定范围时，可以利用电子式温度控制器对电热带1温度进行调控。
计算机或手机包括终端温度显示模块，用于显示伴热系统的温度，通过终端向工作人员反映装置工作情况。
本发明中储运装置还可以是储油罐。
如图7所示，太阳能供电系统电路提供6v电压，lt1073经由13ω电阻检测充电电流，在镍镉电池中维持16ma的固定充电电流；lt1073内的低电压测定器在太阳能板的输出电压降到4v时，将关断充电电路；而当输出电压升到5v以上，lt1073正常工作，对太阳能蓄电池进行充电，从而提供系统在野外工作电源。