[发明专利]一种基于NB-IoT和LoRa的母线槽温度采集网关

说明书

本发明公开了一种能够实现无线自组网的基于NB‑IOT和LoRa的母线槽温度采集网关。其包括LoRa收发天线、LoRa射频模块、主控制器、NB‑IoT射频模块、NB‑IoT收发天线、Contiki系统、调试接口、存储器、指示灯、电源模块。由于LoRa融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，抗干扰能力极大增强，即使电磁噪声很大，也能从容应对，利用Contiki系统实现自组网，扩展信号传输的范围，这对温度采集器数据传输的可靠性起到了关键的作用，确保不丢失数据。

技术领域

本发明涉及一种无线通信网关，特别是能够实现无线自组网，基于NB-IoT和LoRa的母线槽温度采集网关。

背景技术

母线槽，是由铜、铝母线柱构成的一种封闭的金属装置，用来为分散系统各个元件分配较大功率。在户内低压的电力输送干线工程项目中已越来越多地代替了电线电缆。

随着我国经济的高速发展，各行各业的用电量与日俱增，动辄上千安的电流传统电缆显得力不从心，此时母线槽登上历史舞台也是水到渠成的事。

由于母线槽的载流能力强，在一些负载功率大的场合，上千A的电流是很常见的，由于母线槽是刚性结构，不能像普通电缆那样卷起来包装运输，为方便运输，母线槽一般是以3m 左右的长度出厂的，在施工的时候需要将这一段段的母线槽拼接起来，而由于其载流比较大，如果拼接的时候，接触不良，就会造成接头发热，严重的话会引起火灾等重大安全事故，于是，对母线槽接头的温度检测就显得极为重要。目前主流的检测手段有：

1.通过手持红外热像仪，定时人工巡检。这是比较传统的方法，这种方法费时费力，一般巡检的周期也比较长，很难第一时间发现问题，而且手持红外热像仪一般也比较昂贵；

2.在母线槽接头的位置安装温度传感器，并通过RS485等总线连接到监控中心，通过专用设备进行检测分析，若出现过温情况，能及时报警。着种方法对温度的采集可以达到实时检测，但是由于其连接到机房，机房需要有人值守，才能对突发的故障进行及时处理，而且在施工方面，由于需要铺设RS485等总线传输温度传感器数据，所以存在布线困难等问题。

3.在母线槽接头的位置安装由温度传感器，ZigBee通信模组等组成的温度检测装置，通过ZigBee网络协议，通过无线的方式发送到附近的网关，再由ZigBee网关通过GPRS或网线将采集到的温度数据传送到云服务器。这种方式虽然避免了施工的布线问题，但是由于ZigBee 工作在2.4G的公共信道上，存在大量的蓝牙，WiFi设备，电磁干扰十分严重，容易导致数据丢失；另外，由于2.4G频段电磁波的方向性比较好，绕射能力很弱，在电井及比较弯曲的通道里面，通信距离很受限，导致每一个网关下面能链接的节点数量比较有限，这样就势必需要增加网关布置的数量，这样就需要配置更多的Sim卡流量套餐费用，不利于后期维护成本的降低。而且，由于通信距离受限，网关布置的位置选择性也受限，在电井或地下室等地方，不可避免的也需要布置网关，但这些地方经常会出现没有GPRS信号的情况，导致虽然温度数据已经送到网关了，但是网关无法发送给服务器，导致数据丢失。

4.网关跟服务器连接用网线的方式，这种方式虽然避免了空间的电磁干扰，传输比较稳定，但是网线传输的距离有限，而且需要单独布线，施工比较麻烦。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于NB-IoT和LoRa的母线槽温度采集网关。其包括LoRa收发天线、LoRa射频模块、主控制器、NB-IoT射频模块、NB-IoT收发天线、 Contiki系统、调试接口、存储器、指示灯、电源模块。