[实用新型]一种基于LoRa技术的遥测流量采集系统

说明书

技术领域

本实用新型属于低功耗扩频通信技术领域，具体设计一种应用LoRa技术的流量采集系统。

背景技术

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。

实用新型内容

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，本实用新型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，本实用新型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LoRa WAN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。