一种基于LoRa技术的遥测流量采集系统技术方案

本实用新型专利技术属于低功耗扩频通信技术领域，涉及一种应用LoRa技术的流量采集系统；具体技术方案为：一种基于LoRa技术的遥测流量采集系统，包括PCB板和安装在PCB板上的微控制器，微控制器的信号输入端与流量修正器的信号输出端连接，流量修正器的信号输入端与流量传感器的信号输出端连接，微控制器的信号输出端与LoRa射频模块连接，LoRa射频模块与LoRa网关无线连接，微控制器为总的信号处理终端，超声波测速探头将测到的流速信号传输给流量传感器，流量传感器对流速信号进行计算和处理，并将流速信号转变为流量信号，流量传感器将流量信号传输给微控制器进行处理，流量修正器对流量传感器的流量信号进行修正，成本低。

A telemetry traffic collection system based on LoRa Technology

The utility model belongs to the technical field of low power communication, traffic collection system relates to the application of LoRa technology; the technical scheme is: a traffic telemetry acquisition system based on LoRa technology, including PCB board and PCB board mounting on the micro controller, micro controller signal output signal input end of the device and flow rate correction the end connection, signal output signal input end and the corrector flow sensor is connected with the signal output end is connected with the microcontroller and LoRa RF module, RF module LoRa connected with LoRa wireless gateway, micro controller for signal processing terminal, ultrasonic velocity measurement probe to measure the velocity of the signal is transmitted to the flow sensor. The calculation and processing flow sensor on the velocity signal, and the velocity signal into a flow signal flow sensor will transfer the signal to the micro control flow The flow corrector corrects the flow signal of the flow sensor, and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种基于LoRa技术的遥测流量采集系统
本技术属于低功耗扩频通信
，具体设计一种应用LoRa技术的流量采集系统。
技术介绍
随着物联网和无线通信技术的飞速发展，人们与信息网络已经密不可分，无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈要求。短距离无线通信的低成本、相对其它无线通信技术的低功耗、及其对等通信特征等适应了飞速发展的便捷信息传输的需求。在技术、成本、可靠性及可实用性等各方面的综合考虑下，低功耗长距离无线通信技术成为了当今通信领域研究的热点。目前市面上的流量采集终端主要是基于RTU技术，通过GPRS，3G,4G网络传输采集到的数据，每个采集终端造价高，而且在运营中需要支付给通信公司高额的流量使用费，通信数据受运营商接口的限制，只能遵循运营公司的标准来做传输受到很大的局限，数据传输延时比较大，由于RTU服务器的限制每条数据传输需要有一定的时间间隔，达不到实时性数据传输的要求。每个终端需要配置大功率的太阳能供电系统，维护成本很高，使用寿命低每隔2年就需要更换蓄电池。高成本的流量采集终端导致每个地区的流量采集器部署非常有限，稀疏的流量采集数据不足已给防汛抗旱提供准确有效数据分析能力，给国家防汛抗旱工作造成很大的困难，近期大部分地区暴雨灾害非常频繁，迫切需要部署一套有效的低成本遥测终端。
技术实现思路
为解决现有技术存在的高成本、传输距离近和高功耗的技术问题，本技术提供了一种应用在智慧水利中的流量采集系统，有效利用LoRa技术，低成本，传输距离远，功耗低。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：一种基于LoRa技术的遥测流量采集系统，包括PCB板和安装在PCB板上的微控制器、超声波测速探头、流量传感器和流量修正器，微控制器的信号输入端与流量修正器的信号输出端连接，流量修正器的信号输入端与流量传感器的信号输出端连接，流量传感器的信号输入端与超声波测速探头连接，微控制器的信号输出端与LoRa射频模块连接，LoRa射频模块与LoRa网关无线连接。微控制器为总的信号处理终端，超声波测速探头将测到的流速信号传输给流量传感器，流量传感器对流速信号进行计算和处理，并将流速信号转变为流量信号，流量传感器将流量信号传输给微控制器进行处理，流量修正器对流量传感器的流量信号进行修正，保证整个系统的信号处理精确度，LoRa射频模块将微控制器的信号传输给LoRa射频模块，将LoRa技术应用在流量采集系统中，成本低，低功耗，实现远距离通信。LoRa网关包括嵌入式处理器，嵌入式处理器与LoRa射频收发器之间通过SPI总线连接，SPI总线为高速、同步的通信总线，节约PCB板的结构布局，LoRa射频收发器与LoRa射频模块无线连接，嵌入式处理器通过通信模块与互联网模块连接，嵌入式处理器的信号传输给互联网模块。LoRa网关与LoRa射频模块之间采用LoRa扩频通信技术，采用LoRaWAN协议，更好地实现了多接点通信，LoRa网关继承了8通道无线接收器，更好地保证了数据接收稳定性。LoRa射频收发器通过扩频技术使得此类接收机在125kHz的宽带下使用获得接近-140dBm的灵敏度。与FSK系统相比，这种新的扩频方式在灵敏度上改善了30dB，这样使得同样的通信距离发射功率就会降低，从而实现低功耗长距离的通信。PCB板上设有温度传感器，温度传感器与微控制器连接，温度传感器将温度信号传输给微控制器进行处理。PCB板上设有指示灯，指示灯与微控制器连接，指示灯用于指示整个系统的运行状态。PCB板上设有电源模块，电源模块与微控制器连接，电源模块为微控制器供电。PCB板上设有欠压检测模块，欠压检测模块与微控制器连接，欠压检测模块用于检测整个系统是否欠压，避免整个系统在欠压的工作下工作，PCB板上设有故障检测模块，故障检测模块与微控制器连接，故障检测模块用于对整个系统的故障点进行检测，实时报告整个系统的运行状态和故障点，实现自动控制。PCB板上布置有RS232接口，RS232接口与微控制器连接，RS232接口与处理器连接,RS232为一种串行物理接口，此种接口应用范围广泛、价格便宜、编程容易，通信速度快，保证了数据的正常传输。作为其中一种通信方式，通信模块包括路由器，路由器的信号输入端与嵌入式处理器连接，路由器的信号输出端与互联网模块连接，通信模块的信号通过路由器传输给互联网模块进行处理。作为另一种优选的通信方式，通信模块包括无线AP，无线AP的信号输入端与嵌入式处理器连接，无线AP的信号输出端与互联网模块连接，通信模块的信号通过无线AP传输给互联网模块进行处理。LoRa射频模块上设有射频天线，射频天线为470MHz射频天线，射频天线与LoRa网关无线连接。其中，作为优选的，微控制器与LoRa射频模块通过SPI总线连接。作为优选的结构布局，电源模块、欠压检测模块与指示灯置于同一侧，温度传感器、流量传感器和流量修正器置于同一侧。电源模块为3000mAh高能锂电池，3000mAh高能锂电池可以使用5-10年，与传统的太阳能系统供电采集终端相比，成本更低。本技术与现有技术相比，其有益效果主要体现在：一、低成本：本系统利用LoRa扩频通信技术，实现了终端数据到云端服务器的采集，流量采集数据通过LoRa网关接入互联网模块，每个LoRa网关可以接入多达5000个流量采集器，只需要一条互联网接入通道，很大程度地节约了终端采集器的成本。二、远距离通信：LoRa网关和流量采集器终端采用扩频无线通信技术，最远可达20公里的通信距，多个流量采集器和LoRa网关之间采用星型拓扑结构，同时，流量采集器可以在不通的网关之间无缝漫游通信，采用此通信模式延时小，更好地提高系统通信实时性要求。三、低功耗：节点终端采用低功耗设计，采用单节高能电池供电，一节3000mAh电池可以使用5-10年，和传统太阳能系统供电采集终端相比，成本更低。附图说明图1为本技术的控制简图。图2为本技术的控制原理图。图3为本技术的结构布局图。图4为图1中LoRa网关的控制原理图。图中，1为PCB板，2为微控制器，3为超声波测速探头，4为流量传感器，5为流量修正器，6为LoRa射频模块，7为LoRa网关，8为嵌入式处理器，9为射频收发器，10为SPI总线，11为通信模块，12为互联网模块，13为温度传感器，14为射频天线，15为指示灯，16为电源模块，17为欠压检测模块，18为故障检测模块，19为RS232接口，20为路由器，21为无线AP。具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1-4所示，一种基于LoRa技术的遥测流量采集系统，包括PCB板1和安装在PCB板1上的微控制器2、超声波测速探头3、流量传感器4和流量修正器5，所述微控制器2的信号输入端与流量修正器5的信号输出端连接，流量修正器5的信号输入端与流量传感器4的信号输出端连接，流量传感器4的信号输入端与超声波测速探头3连接，微控制器2的信号输出端与LoRa射频模块6连接，Lo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LoRa技术的遥测流量采集系统，其特征在于，包括PCB板（1）和安装在PCB板（1）上的微控制器（2）、超声波测速探头（3）、流量传感器（4）和流量修正器（5），所述微控制器（2）的信号输入端与流量修正器（5）的信号输出端连接，流量修正器（5）的信号输入端与流量传感器（4）的信号输出端连接，流量传感器（4）的信号输入端与超声波测速探头（3）连接，微控制器（2）的信号输出端与LoRa射频模块（6）连接，LoRa射频模块（6）与LoRa网关（7）无线连接；所述LoRa网关（7）包括嵌入式处理器（8），嵌入式处理器（8）与LoRa射频收发器（9）之间通过SPI总线（10）连接，LoRa射频收发器（9）与LoRa射频模块（6）无线连接，嵌入式处理器（8）通过通信模块（11）与互联网模块（12）连接；所述PCB板（1）上设有温度传感器（13），温度传感器（13）与微控制器（2）连接；所述PCB板（1）上设有指示灯（15），指示灯（15）与微控制器（2）连接；所述PCB板（1）上设有电源模块（16），电源模块（16）与微控制器（2）连接；所述PCB板（1）上设有欠压检测模块（17），欠压检测模块（17）与微控制器（2）连接；所述PCB板（1）上设有故障检测模块（18），故障检测模块（18）与微控制器（2）连接；所述PCB板（1）上布置有RS232接口（19），RS232接口（19）与微控制器（2）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于LoRa技术的遥测流量采集系统，其特征在于，包括PCB板（1）和安装在PCB板（1）上的微控制器（2）、超声波测速探头（3）、流量传感器（4）和流量修正器（5），所述微控制器（2）的信号输入端与流量修正器（5）的信号输出端连接，流量修正器（5）的信号输入端与流量传感器（4）的信号输出端连接，流量传感器（4）的信号输入端与超声波测速探头（3）连接，微控制器（2）的信号输出端与LoRa射频模块（6）连接，LoRa射频模块（6）与LoRa网关（7）无线连接；所述LoRa网关（7）包括嵌入式处理器（8），嵌入式处理器（8）与LoRa射频收发器（9）之间通过SPI总线（10）连接，LoRa射频收发器（9）与LoRa射频模块（6）无线连接，嵌入式处理器（8）通过通信模块（11）与互联网模块（12）连接；所述PCB板（1）上设有温度传感器（13），温度传感器（13）与微控制器（2）连接；所述PCB板（1）上设有指示灯（15），指示灯（15）与微控制器（2）连接；所述PCB板（1）上设有电源模块（16），电源模块（16）与微控制器（2）连接；所述PCB板（1）上设有欠压检测模块（17），欠压检测模块（17）与微控制器（2）连接；所述PCB板（1）上设有故障检测模块（18），故障检测模块（18）与微控制器（2）连接；所述PCB板...

【专利技术属性】
技术研发人员：路永明，
申请(专利权)人：路永明，
类型：新型
国别省市：山西,14