基于LoRa无线通讯技术的客运索道风速监测系统的制作方法

本实用新型涉及客运索道安全相关技术领域，具体的说，是涉及基于lora无线通讯技术的客运索道风速监测系统。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

客运索道主要设置在旅游景点处，主要是设置在高山峡谷段或者江河上方，用于搭载乘客上下山，为游客提供便利。客运索道一般为吊装结构，当出现大风等引起索道摇摆幅度较大的天气时，需要停运，以避免出现危险事故。发明人发现，现有的风速监测主要是依靠传统的有线传输方式发送风速数据，在地形复杂险恶的地区，布线线路复杂，且成本昂贵；也有的参考当地气象台发布的风速数据，山地地形或者水面对于气流的影响，导致实际索道所处的环境的风速与气象台发送的风速差异性较大，对于某一地点的索道风速情况的反映往往实时性差且准确度不高。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提出了基于lora无线通讯技术的客运索道风速监测系统，基于lora无线通讯技术，在监测现场布设数据传输网络，提高了客运索道风速监测的数据准确性，并且数据采集实时性好，系统设备安装方便，为客运索道提供了一个低功耗、高可靠性、使用方便、维护简单的风速监测系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种或多个实施例提供了基于lora无线通讯技术的客运索道风速监测系统，包括依次通信连接的数据处理终端、若干个数据接收器以及若干个设置在客运索道的支撑架上的风速采集设备，所述数据接收器包括第二lora无线通讯模块，所述数据接收器之间通过第二lora无线通讯模块建立lora无线自组网络；数据接收器用于通过lora无线自组网络获取风速采集设备采集的数据，并传输至数据处理终端。

进一步地，风速采集设备包括第一lora无线通讯模块、风速传感器和第一单片机处理模块，所述第一单片机处理模块分别与第一lora无线通讯模块和风速传感器连接。

进一步地，所述风速传感器为三杯式风速传感器。

进一步地，数据接收器安装在客运索道的支架上，数据接收器包括第二lora无线通讯模块、第二供电模块和第二单片机处理模块，所述第二单片机处理模块分别与第二供电模块和第二lora无线通讯模块连接。

进一步地，还包括供电模块，所述供电模块包括为数据接收器设置和第二供电模块和为风速采集设备设置的第一供电模块，第二供电模块和第一供电模块结构相同，分别包括依次连接的太阳能电池板、光伏控制器和蓄电池，所述蓄电池为风速采集设备或者数据接收器供电。

进一步地，所述供电模块还包括dc/dc降压变换模块，所述dc/dc降压变换模块输入端蓄电池，dc/dc降压变换模块输出端电压大小为3-5v。

进一步地，所述蓄电池为锂电池或者为铅酸蓄电池。

进一步地，所述数据处理终端设置在客运索道的主控监控室内，所述数据处理终端包括第三lora无线通讯模块、第三单片机处理模块、声光报警器和显示屏，第三单片机处理模块分别与声光报警器、第三lora无线通讯模块和显示屏连接。

进一步地，所述显示屏为液晶触摸屏或者led显示屏。

进一步地，数据处理终端包括第三供电模块，所述供电模块包括依次连接的ac/dc电源模块和dc/dc降压电源模块，dc/dc降压电源模块分别连接第三lora无线通讯模块、第三单片机处理模块、声光报警器和显示屏。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型利用lora无线通信技术，为客运索道提供了一个低功耗、高可靠性、使用方便、维护简单的风速监测系统，主要具有以下有益效果：

(1)建立自组网络，并利用无线lora通讯技术功耗低、传输距离远的特点，使系统适应能力更强。

(2)采用多级传输，提高数据传输的可靠性和通信的覆盖范围。

(3)本实用新型系统采用无线传输、采用太阳能供电解决了客运索道运行环境布线困难的问题，大大降低了成本，解决了客运索道运行环境取电困难的问题。

(4)通过本地风速传感器采集数据，可以解决风速数据实时性差的问题，有效保证客运索道的运行安全。

(5)基于lora无线技术的网络系统覆盖了整个客运索道运行区域，有利于以后集成其它监控设备，方便系统的扩展。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限定。

图1是本实用新型实施例的基于lora无线技术的客运索道风速监测系统结构框图；

图2是本实用新型实施例的风速采集设备结构框图；

图3是本实用新型实施例的数据接收器结构框图；

图4是本实用新型实施例的数据处理终端结构框图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，基于lora无线通讯技术的客运索道风速监测系统，包括依次通信连接的数据处理终端、若干个数据接收器以及若干个设置在客运索道的支撑架上的风速采集设备；所述数据接收器包括第二lora无线通讯模块，所述数据接收器之间通过第二lora无线通讯模块建立lora无线自组网络，数据接收器通过lora无线自组网络将风速采集设备采集的数据传输至数据处理终端。

较长的索道一般会按照间隔距离和地形设置一定数量的支撑架，用于实现索道上的设备的支撑，将风速采集设备设置在支撑架上，可以最接近索道所处的环境，测量的风速数据也更准确。另一方面，针对通信的问题，设置了建立无线通信自组网络，可以在移动网络信号不好的位置实现数据的可靠传输。

作为进一步的技术方案，如图2所示，风速采集设备包括第一lora无线通讯模块、风速传感器和第一单片机处理模块；所述第一单片机处理模块分别与第一lora无线通讯模块和风速传感器连接。

可选的，所述风速传感器可以根据需要设置，可以采用三杯式风速传感器。

可选的，风速采集设备还包括第一供电模块，第一供电模块可以包括依次连接的太阳能电池板、光伏控制器和蓄电池，所述蓄电池分别连接第一单片机处理模块、第一lora无线通讯模块和风速传感器。

在一些实施例中，蓄电池可以为锂电池、铅酸蓄电池等。通过设置太阳能电池板可以采用太阳能发电将电能储存在蓄电池中，另一方面可以实现自足给电，减少系统中的电缆布设数量。

光伏控制器控制输出的电压大小为12v时，可以直接连接风度传感器进行供电，进一步的，第一供电模块还可以包括dc/dc降压变换模块，dc/dc降压变换模块与蓄电池连接，所述dc/dc降压变换模块输入端蓄电池，dc/dc降压变换模块输出端连接第一单片机处理模块和第一lora无线通讯模块。dc/dc降压变换模块用以满足第一单片机处理模块和第一lora无线通讯模块的供电要求，如可以提供3.3v电压。

风速采集设备的风速传感器采集风速数据发送给第一单片机处理模块。单第一片机处理模块一方面采集蓄电池电压，另一方面通过第一lora无线通讯模块将数据发送至数据接收器。第一单片机处理模块可以采用stm32f103单片机。

三杯式风速传感器采集索道风速传递数据到单片机，单片机通过再通过lora无线通讯模块将相关数据发送给数据接收器。风速采集设备的lora无线通讯模块通讯模式配置为省电模式，以降低功耗。省电模式，即模块平时处于休眠状态，当有数据发送和接收时被唤醒。

作为进一步的技术方案，如图3所示，数据接收器也可以安装在客运索道的支架上，安装位置和数量由客运索道的运行环境和地形决定。可以包括第二lora无线通讯模块、第二供电模块和第二单片机处理模块，所述第二单片机处理模块分别与第二供电模块和第二lora无线通讯模块连接。

数据接收器的第二lora无线通讯模块通讯模式可以配置为一般模式，以实现长距离稳定传输。一般模式，即模块一直处于工作状态，可以实时接收和发送数据。

可选的，第二供电模块可以与第一供电模块的结构相同，可以包括依次连接的太阳能电池板、光伏控制器和蓄电池，还包括dc/dc降压变换模块，dc/dc降压变换模块与蓄电池连接。

数据接收器利用太阳能电池板将光能转化为电能，通过dc/dc降压模块降压，对各模块供电。lora无线通讯模块用于发送和接受各种数据，通过lora无线通讯模块接收多个风速采集设备发送的相关数据，并将其发送到数据处理终端。

各个数据接收器之间通过第二lora无线通讯模块建立无线自组网络，从而进行数据的通信传输，自组网为无中心网络，即通过通信协议可实现多个节点相互连接，其中任意一个节点都可以收发信息通过ctp协议进行通信实现自组网，无线自组网络不是单纯的点和点之间的通信，数据接收器可以通过邻居节点将数据一层一层的传递下去，提高数据传输的可靠性和通信的覆盖范围。

作为进一步的技术方案，如图4所示，数据处理终端可以对数据接收器接收的数据进行统一处理，所述数据处理终端可以设置在客运索道的主控监控室内。可选的，所述数据处理终端可以包括第三lora无线通讯模块、第三单片机处理模块、声光报警器和显示屏，第三单片机处理模块分别与声光报警器、第三lora无线通讯模块和显示屏连接。

可选的，可以设置串口与显示屏进行连接，所述显示屏可以为液晶触摸屏、led显示屏等。所述显示屏包括当前风速数据显示、历史风速数据显示以及控制指令发送界面。

可选的，数据处理终端，采用220v交流电源供电，包括依次连接的ac/dc电源模块和dc/dc电源模块，ac/dc电源模块用于连接220v交流电源，转换为直流电输入至dc/dc电源模块，dc/dc电源模块连接至数据处理终端的其他用电装置，通过ac/dc电源模块和dc/dc电源模块进行电源转化对数据处理终端的各装置供电。

可选的，第三单片机处理模块可以采用stm32f103单片机，数据处理终端接收数据接收器的风速数据，根据设定风速阈值判断风速数据是否异常，如异常则发出警报，一方面将接收到的风速数据发送给液晶触摸屏显示，另一方面判定是否通过声光报警模块发出报警信息。通过显示屏实现对相关数据进行显示和控制指令的发送。

可选的，本实施例中第一lora无线通讯模块、第二lora无线通讯模块和第三lora无线通讯模块可以采用相同的lora无线通信模块，lora无线通信模块包括主控制器、射频芯片以及相应芯片外围电路组成。射频芯片可以采用sx1278芯片，芯片外围电路包括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和单片机接口电路三个部分。主控制器可以采用stm32单片机。由于lora技术的特有优势，使得本系统解决了传输距离、功耗、成本之间矛盾问题。

本实施例利用lora无线通信技术，为客运索道提供了一个低功耗、高可靠性、使用方便、维护简单的风速监测系统。与现有的客运索道风速监测系统相比，主要具有以下优点。

(1)建立自组网络，并利用无线lora通讯技术功耗低、传输距离远的特点，使系统适应能力更强。

(2)采用多级传输，提高数据传输的可靠性和通信的覆盖范围。

(3)本系统采用无线传输、采用太阳能供电解决了客运索道运行环境布线困难的问题，大大降低了成本，解决了客运索道运行环境取电困难的问题。

(4)通过本地风速传感器采集数据，可以解决风速数据实时性差的问题，有效保证客运索道的运行安全。

(5)基于lora无线技术的网络系统覆盖了整个客运索道运行区域，有利于以后集成其它监控设备，方便系统的扩展。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。