一种基于LoRa技术的信息传输系统的制作方法

本发明涉及信息传输技术领域，特别涉及一种基于lora技术的信息传输系统。

背景技术：

随着加快推进采集系统建设，大规模安装应用智能采集终端，对信息传输质量和效率提出了更高的要求。目前对于一些公网信号覆盖盲区或者覆盖弱区(如地下室车库及配电室)会导致采集终端所采集的数据信息传输困难，使采集终端所采集的数据信息无法送达用户终端。

因此，提出一种基于lora技术的信息传输系统。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于lora技术的信息传输系统，用以实现在信号覆盖盲区或者覆盖弱区的信息传输。

本发明实施例中提供了一种基于lora技术的信息传输系统，包括采集终端、数据转换端、远端服务器和用户终端；其中，

所述采集终端，包括第一lora无线通信模块；所述采集终端，用于采集数据信息，并将所采集的所述数据信息通过所述第一lora无线通信模块向所述数据转换端传输；

所述数据转换端，包括第二lora无线通信模块和第一无线通信模块；所述数据转换端，用于通过所述第二lora无线通信模块接收所述采集终端传输的所述数据信息，并将所述数据信息转换为适合所述第一无线通信模块传输的所述数据信息，并将转换后的所述数据信息通过所述第一无线通信模块向所述远端服务器传输；

所述远端服务器，包括供电模块和第二无线通信模块；所述远端服务器，用于通过所述第二无线通信模块接收所述数据转换端传输的所述数据信息，并将所述数据信息通过所述第二无线通信模块向所述用户终端传输；所述供电模块，用于为所述远端服务器提供电能；

所述用户终端，用于接收所述远端服务器传输的所述数据信息并显示。

在一个实施例中，所述第一无线通信模块或者所述第二无线通信模块，包括4g通信模块、5g通信模块以及nb-lot通信模块中的一种或多种。

在一个实施例中，所述用户终端，还用于接收用户输入的所述指令信息，并将所述指令信息向所述远端服务器传输；

所述远端服务器，还用于通过所述第二无线通信模块接收所述用户终端传输的所述指令信息，并将所述指令信息通过所述第二无线通信模块向所述数据转换端传输；所述数据转换端，还用于通过所述第一无线通信模块接收所述远端服务器传输的所述指令信息，并将所述指令信息通过所述第二lora无线通信模块向所述采集终端传输；

所述用户终端，包括具有通信功能的智能手机、个人电脑或者掌上电脑中的一种或多种。

在一个实施例中，所述远端服务器的供电模块，包括太阳能电池单元和电池组单元；所述太阳能电池单元，用于接收太阳光能，并将接收到的所述太阳光能转换为电能并向所述电池组单元传输进行存储；所述电池组单元，用于为所述远端服务器提供电能。

在一个实施例中，所述远端服务器的所述供电模块，还包括电量检测单元；所述电量检测单元，用于检测所述电池组单元内所存储的电量信息，并将所述电量信息与所述电量检测内预设的电量阈值信息进行比对，当所述电量信息低于所述预设的电量阈值信息时，控制所述太阳能电池单元接收太阳光能，并将接收到的所述太阳光能转换为电能，并向所述电池组单元传输进行存储。

在一个实施例中，所述系统，还包括监测端；

所述远端服务器，还包括监测模块；所述监测模块，包括温度检测单元、湿度检测单元、火焰检测单元和控制单元；其中，

所述温度检测单元，用于检测所述电池组单元的工作环境的温度信息，并将所述温度信息向所述控制单元传输；所述湿度检测单元，用于检测所述电池组单元的工作环境的湿度信息，并将所述湿度信息向所述控制单元传输；所述火焰检测单元，用于检测所述电池组单元的工作环境的火焰信息，并将所述火焰信息向所述控制单元传输；所述控制单元，用于通过所述第二无线通信模块将所述温度信息、湿度信息和火焰信息向工作人员处的监测端传输；

所述监测端，用于将所述温度信息、所述湿度信息和所述火焰信息向工作人员显示。

在一个实施例中，所述监测端，还包括处理模块和报警模块；所述处理模块，用于根据所述温度信息、所述湿度信息和所述火焰信息，判断所述电池组单元的工作环境是否存在异常，当判断异常时，向所述报警模块传输报警信息进行报警；.

所述报警模块，包括led灯报警器、声音报警器或者声光报警器中的一种或多种。

在一个实施例中，所述远端服务器，还包括存储模块；

所述控制单元，还用于将所述温度信息、所述湿度信息和所述火焰信息向所述存储模块传输进行存储；

所述存储模块，包括信息识别单元、温度信息存储单元、湿度信息存储单元和火焰信息存储单元；所述信息识别单元，用于将所述控制单元传输的所述温度信息向所述温度信息存储单元传输进行存储；还用于将所述控制单元传输的所述湿度信息向所述湿度信息存储单元传输进行存储；还用于将所述控制单元传输的所述火焰信息向所述火焰信息存储单元传输进行存储；

所述温度信息存储单元，用于在接收到传输的所述温度信息时，获取第一时间信息，并将所述温度信息和所述第一时间信息进行存储；所述湿度信息存储单元，用于在接收到传输的所述湿度信息时，获取第二时间信息，并将所述湿度信息和所述第二时间信息进行存储；所述火焰信息存储单元，用于接收到传输的所述火焰信息时，获取第三时间信息，并将所述火焰信息和所述第三时间信息进行存储；

所述监测端，还用于接收所述工作人员发出的信息查询指令，并将所述信息查询指令向所述远端服务器的所述存储模块传输；所述存储模块，用于根据所述信息查询指令在所述温度信息存储单元、所述湿度信息存储单元和所述火焰信息存储单元中查找与所述信息查询指令相对应的温度信息、湿度信息或者火焰信息，并将所获取的所述温度信息、所述湿度信息或者所述火焰信息以及所对应的所述第一时间信息、第二时间信息、第三时间信息向所述监测端传输。

在一个实施例中，所述用户终端为提高使用寿命，节约电源耗能，同时不占用数据传输通道，则控制所述用户终端按时激活，其中控制所述用户终端按时激活的具体步骤如下所示：

首先，按如下步骤a1-a3获取激活时间间隔；

步骤a1、获取所述用户终端的带宽、扩频因子，并将所述值代入公式(1)获取所述信息传输系统中的确认信息的传输时长；

其中，tq为所述信息传输系统中的确认信息的传输时长，m为所述信息传输系统中预设的确认信息的长度，dg为所述用户终端的扩频因子，ne为所述用户终端的带宽，vt为所述信息传输系统中预设的编码率；

步骤a2、利用公式(2)获取所述有效信息的传输时长；

其中，az为所述系统传输信息时的有效信息的字节数量，j为判断所述信息传输系统在传输信息时是否传输报头，当传输报头时，所述j＝1，当不传输报头时，所述j＝0，为对数据取整，且当数据为负数时，取0；

步骤a3、利用公式(3)计算激活时间间隔

t＝tq+td

(3)

其中，t为激活间隔；

接着，所述用户终端每隔时间t进行一次激活，激活后判断所述远端服务器是否有确认信息发出，

所述确认信息为所述远端服务器在给用户端传输数据时，先给用户端发送一条确认信息，从而用来寻找对应的用户终端；

所述远端服务器在通过确认信息寻找对应的用户终端时，为避免所述确认信息在传输过程中出现编码错误、丢包等情况，导致利用完全对等信息寻找用户终端时不能寻找到对应的用户终端，则利用公式(4)来寻找用户终端；

其中，dj为远端服务器发出的确认信息与用户终端的匹配程度，q为用户终端的标识信息和远端服务器发送的确认信息的匹配字符数目，d1为用户终端的标识信息的字符中包含有用户终端的标识信息和确认信息中共同含有的字符的个数，d2为确认信息的字符中包含有用户终端的标识信息和确认信息中共同含有的字符的个数，a为预设的标准权重，预设值一般为0.1，z为预设的权重系数，预设值一般为2，计算所有用户终端与确认信息的匹配程度dj，匹配程度的值最大的用户终端则为寻找到的对应的用户终端；

若对应的用户终端为当前用户终端，则接收所述远端服务器传输的数据信息，若对应的用户终端不是当前用户终端，则所述用户终端继续进入休息模式等待时间t后再进行一次激活。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明所提供一种基于lora技术的信息传输系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种基于lora技术的信息传输系统，如图1所示，包括采集终端11、数据转换端12、远端服务器13和用户终端14；其中，

采集终端11，包括第一lora无线通信模块111；采集终端11，用于采集数据信息，并将所采集的数据信息通过第一lora无线通信模块111向数据转换端12传输；

数据转换端12，包括第二lora无线通信模块121和第一无线通信模块122；数据转换端12，用于通过第二lora无线通信模块121接收采集终端11传输的数据信息，并将数据信息转换为适合第一无线通信模块122传输的数据信息，并将转换后的数据信息通过第一无线通信模块122向远端服务器13传输；

远端服务器13，包括供电模块131和第二无线通信模块132；远端服务器13，用于通过第二无线通信模块132接收数据转换端12传输的数据信息，并将数据信息通过第二无线通信模块132向用户终端14传输；供电模块131，用于为远端服务器13提供电能；

用户终端14，用于接收远端服务器13传输的数据信息并显示。

上述系统的工作原理在于：采集终端11将所采集的数据信息通过第一lora无线通信模块111向数据转换端12传输；数据转换端12通过第二lora无线通信模块121接收采集终端11传输的数据信息，并将数据信息转换为适合第一无线通信模块122传输的数据信息，并通过第一无线通信模块122将转换后的数据信息向远端服务器13传输；远端服务器13通过第二无线通信模块132接收数据转换端12传输的数据信息，并将数据信息通过第二无线通信模块132向用户终端14传输并进行显示；并且通过远端服务器13的供电模块131，用于为远端服务器13提供电能。

上述系统的有益效果在于：通过采集终端、数据转换端、远端服务器和用户终端，实现了用户通过用户终端对采集终端传输的数据信息的接收；通过上述系统中数据转换端通过第二lora无线通信模块，获取采集终端通过第一lora无线通信模块传输的数据信息，并将数据信息通过第一无线通信模块向远端服务器传输，远端服务器再将数据信息向用户终端传输；上述系统将数据转换端和远端服务器作为中转，获取网信号覆盖盲区或者覆盖弱区的采集终端传输的数据信息，再将数据信息向用户终端传输，实现数据信息的传输；解决了传统技术中对于公网信号覆盖盲区或者覆盖弱区(如地下室车库及配电室)导致采集终端所采集的数据信息传输困难，使采集终端所采集的数据信息无法送达用户终端的缺陷，进一步实现了系统对于采集终端所获取的数据信息的传输。

在一个实施例中，第一无线通信模块或者第二无线通信模块，包括4g通信模块、5g通信模块以及nb-lot通信模块中的一种或多种。上述技术方案中通过多种通信方式实现了第一无线通信模块、第二无线通信模块的功能。

在一个实施例中，用户终端，还用于接收用户输入的指令信息，并将指令信息向远端服务器传输；

远端服务器，还用于通过第二无线通信模块接收用户终端传输的指令信息，并将指令信息通过第二无线通信模块向数据转换端传输；数据转换端，还用于通过第一无线通信模块接收远端服务器传输的指令信息，并将指令信息通过第二lora无线通信模块向采集终端传输；上述技术方案中通过用户终端接收用户输入的指令信息，并通过远端服务器、数据转换端向采集终端传输，从而实现了用户通过用户终端向采集终端的信息传输。

用户终端，包括具有通信功能的智能手机、个人电脑或者掌上电脑中的一种或多种。上述技术方案中通过多种设备实现了用户终端的功能。

在一个实施例中，远端服务器的供电模块，包括太阳能电池单元和电池组单元；太阳能电池单元，用于接收太阳光能，并将接收到的太阳光能转换为电能，并向电池组单元传输进行存储；电池组单元，用于为远端服务器提供电能。上述技术方案中通过太阳能电池单元接收太阳光能，并将接收到的太阳光能转换为电能向电池组单元传输进行存储，从而通过供电模块，实现了对远端服务器的供电。

在一个具体实施例中，供电模块选用的太阳能板是20w、搭配6v/24ah胶体铅酸蓄电池，整体设备体积约为380mm(长)ⅹ350mm(宽)ⅹ180mm(厚)，重量：约10kg；蓄电池充满电的情况下支持设备运行6天。

在一个具体实施例中，供电模块可选择220v的市电对远端服务器供电。

在一个具体实施例中，lora无线通信模块供电要求3.3v/300ma。

在一个实施例中，远端服务器的供电模块，还包括电量检测单元；电量检测单元，用于检测电池组单元内所存储的电量信息，并将电量信息与电量检测单元内预设的电量阈值信息进行比对，当电量信息低于预设的电量阈值信息时，控制太阳能电池单元接收太阳光能，并将接收到的太阳光能转换为电能，并向储能模块传输进行存储。上述技术方案中通过电量检测单元，实现了对电池组单元内所存储的电量信息的检测，并将检测获取的电量信息与预设的电量阈值信息进行比对，当电量信息低于预设的电量阈值信息时，控制太阳能电池单元接收太阳光能，并将接收到的太阳光能转换为电能向储能模块传输进行存储，从而是实现了当电量不足时的自动充电功能。

在一个实施例中，系统，还包括监测端；

远端服务器，还包括监测模块；监测模块，包括温度检测单元、湿度检测单元、火焰检测单元和控制单元；其中，

温度检测单元，用于检测电池组单元的工作环境的温度信息，并将温度信息向控制单元传输；湿度检测单元，用于检测电池组单元的工作环境的湿度信息，并将湿度信息向控制单元传输；火焰检测单元，用于检测电池组单元的工作环境的火焰信息，并将火焰信息向控制单元传输；控制单元，用于通过第二无线通信模块将温度信息、湿度信息和火焰信息向工作人员处的监测端传输；

监测端，用于将温度信息、湿度信息和火焰信息向工作人员显示。上述技术方案中通过温度检测单元、湿度检测单元、火焰检测单元，实现了对电池组单元的工作环境的温度信息、湿度信息、火焰信息的获取，并通过控制单元、第二无线通信模块向监测端传输向工作人员显示，从而实现了工作人员对电池组单元的工作环境的实时监测。

在一个实施例中，监测端，还包括处理模块和报警模块；处理模块，用于根据温度信息、湿度信息和火焰信息，判断电池组单元的工作环境是否存在异常，当判断异常时，向报警模块传输报警信息进行报警；上述技术方案中通过处理模块实现了根据远端服务器传输的温度信息、湿度信息和火焰信息，实现了对电池组单元的工作环境的异常判断；并且当判断异常时，通过报警模块向工作人员进行报警，以便工作人员及时处理。

报警模块，包括led灯报警器、声音报警器或者声光报警器中的一种或多种。通过多种报警器件实现了报警模块的功能。

在一个实施例中，远端服务器，还包括存储模块；

控制单元，还用于将温度信息、湿度信息和火焰信息向存储模块传输进行存储；

存储模块，包括信息识别单元、温度信息存储单元、湿度信息存储单元和火焰信息存储单元；信息识别单元，用于将控制单元传输的温度信息向温度信息存储单元传输进行存储；还用于将控制单元传输的湿度信息向湿度信息存储单元传输进行存储；还用于将控制单元传输的火焰信息向火焰信息存储单元传输进行存储；

温度信息存储单元，用于在接收到传输的温度信息时，获取第一时间信息，并将温度信息和第一时间信息进行存储；湿度信息存储单元，用于在接收到传输的湿度信息时，获取第二时间信息，并将湿度信息和第二时间信息进行存储；火焰信息存储单元，用于接收到传输的火焰信息时，获取第三时间信息，并将火焰信息和第三时间信息进行存储；

监测端，还用于接收工作人员发出的信息查询指令，并将信息查询指令向远端服务器的存储模块传输；存储模块，用于根据信息查询指令在温度信息存储单元、湿度信息存储单元和火焰信息存储单元中查找与信息查询指令相对应的温度信息、湿度信息或者火焰信息，并将所获取的温度信息、湿度信息或者火焰信息以及所对应的第一时间信息、第二时间信息、第三时间信息向监测端传输。上述技术方案中通过远端服务器的存储模块，实现了对控制单元传输的温度信息、湿度信息和火焰信息的存储，并通过信息识别单元，实现了将温度信息、湿度信息和火焰信息分别存储于温度信息存储单元、湿度信息存储单元和火焰信息存储单元中；并且当远端服务器接收到工作人员通过监测端传输的信息查询指令时，存储模块根据信息查询指令在温度信息存储单元、湿度信息存储单元和火焰信息存储单元中查找与信息查询指令相对应的温度信息、湿度信息或者火焰信息，并将所获取的温度信息、湿度信息或者火焰信息以及所对应的第一时间信息、第二时间信息、第三时间信息向监测端传输并向工作人员显示，从而实现了工作人员对存储模块中存储的温度信息、湿度信息或者火焰信息的查询。

在一个实施例中，所述用户终端为提高使用寿命，节约电源耗能，同时不占用数据传输通道，则控制所述用户终端按时激活，其中控制所述用户终端按时激活的具体步骤如下所示：

首先，按如下步骤a1-a3获取激活时间间隔；

步骤a1、获取所述用户终端的带宽、扩频因子，并将所述值代入公式(1)获取所述信息传输系统中的确认信息的传输时长；

其中，tq为所述信息传输系统中的确认信息的传输时长，m为所述信息传输系统中预设的确认信息的长度，dg为所述用户终端的扩频因子，ne为所述用户终端的带宽，vt为所述信息传输系统中预设的编码率；

步骤a2、利用公式(2)获取所述有效信息的传输时长；

其中，az为所述系统传输信息时的有效信息的字节数量，j为判断所述信息传输系统在传输信息时是否传输报头，当传输报头时，所述j＝1，当不传输报头时，所述j＝0，为对数据取整，且当数据为负数时，取0；

其中有效信息的字节数量为所述远端服务器传输的所述数据信息时当次传输数据时能传输的最大数据量。

步骤a3、利用公式(3)计算激活时间间隔

t＝tq+td

(3)

其中，t为激活间隔；

接着，所述用户终端每隔时间t进行一次激活，激活后判断所述远端服务器是否有确认信息发出，

所述确认信息为所述远端服务器在给用户端传输数据时，先给用户端发送一条确认信息，从而用来寻找对应的用户终端；

所述远端服务器在通过确认信息寻找对应的用户终端时，为避免所述确认信息在传输过程中出现编码错误、丢包等情况，导致利用完全对等信息寻找用户终端时不能寻找到对应的用户终端，则利用公式(4)来寻找用户终端；

其中，dj为远端服务器发出的确认信息与用户终端的匹配程度，q为用户终端的标识信息和远端服务器发送的确认信息的匹配字符数目，d1为用户终端的标识信息的字符中包含有用户终端的标识信息和确认信息中共同含有的字符的个数，d2为确认信息的字符中包含有用户终端的标识信息和确认信息中共同含有的字符的个数，a为预设的标准权重，预设值一般为0.1，z为预设的权重系数，预设值一般为2，计算所有用户终端与确认信息的匹配程度dj，匹配程度的值最大的用户终端则为寻找到的对应的用户终端；

其中，户终端的标识信息和远端服务器发送的确认信息的匹配数目为在用户终端的标识信息和远端服务器发送的确认信息都出现的的字符，且顺序相同，例如：当“一种基于lora技术的信息传输系统”为确认信息，某用户终端的标识为“一种基于mora技术信息的信息传输平台”则用户终端的标识和确认信息都包含有“一种基于/ora技术的信息传输”14个字符，但是由于字符“的”的顺序在两者之间不同完全不同，且删除“的”后，剩余字符的顺序也完全相同，则户终端的标识信息和远端服务器发送的确认信息的匹配数目q为14-1＝13个字符；

同时d1为用户终端的标识“一种基于mora技术信息的信息传输平台”包含有“一种基于ora技术的信息传输”字符的数量，也就是字符“一种基于ora技术信息的信息传输”这16个字符；

d2为确认信息“一种基于lora技术的信息传输系统”包含有“一种基于/ora技术的信息传输”字符的数量，也就是字符“一种基于ora技术的信息传输”14个字符；

若对应的用户终端为当前用户终端，则接收所述远端服务器传输的数据信息，若对应的用户终端不是当前用户终端，则所述用户终端继续进入休息模式等待时间t后再进行一次激活。

上述技术有益效果：

(1)在上述技术中，所述用户终端大部分时间在休息状态，只是以时间t作为时间间隔进行用户终端的激活，从而能使得所述用户终端节约大量的能耗，同时还减少工作时间，提高使用寿命，且相对于用户终端，一般一个用户终端中不仅存在一个系统客户端，会存在多个系统的客户端，则通过上述技术可以使得信息传输系统不长时间占用用户终端的进程和数据传输通道，从而能提高所述用户终端的传输效率。

(2)所述过程中，通过先发送确认信息，当寻找到确认信息对应的客户端后再发出相应的远端服务器传输的数据信息，使得所述数据信息能准确到传输到对应的客户终端中。

(3)在所述确认信息寻找对应的客户终端的过程中，并不需要确认信息与客户终端的标识完全一致，而只需要匹配程度最大即可，从而避免在数据传输过程中出现丢包、编码错误等情况。

(4)在计算用户终端和客户端的匹配程度时，不利用传统的欧氏距离或者马氏距离法来计算，从而避免计算时指标需为标准化后的数值这一情况，同时也不用一般的文本匹配公式，避免需要大量的文本数据库和停词数据库。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。