[实用新型]一种基于LoRa技术的智能沼气监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能沼气监测系统，更具体的说，尤其涉及一种基于LoRa技术解决了通信距离长和功耗低不兼容问题的智能沼气监测系统。

背景技术

人们对生活品质追求的提高，对居住环境也有了更高的要求。在很多城镇，建立以新农村沼气利用、沼液沼渣综合利用为核心的区域生态循环农业示范基地，解决区域内有机废弃物污染问题。随着人们对农业废弃物资源化利用的关注度增高，新农村沼气利用技术及装置迅速发展，在“以工哺农”时代具有广阔的应用前景，它改变人们传统的生活方式，为大众带来了清洁、高效的新原料。但沼气仪表的增多，也出现了人工抄表、数据的实时性差、通信电缆铺设复杂、沼气管理不系统等问题。面向物与物相联的WiFi、蓝牙、ZigBee网络在解决这类问题中发挥了很大的作用，但从无线应用开发和工程运维人员角度来看，这些通信存在更长的距离和更低的功耗两者之间不兼容的问题。LoRa作为一种新型长距离无线通信技术，解决了传统无线传感网络传输距离远与低功耗不能兼得的问题，其接收灵敏度达到了惊人的-148dbm，其功耗极低且不需要使用昂贵的温补晶振，它利用先进的扩频调制技术和编解码方案，增加链路预算和抗干扰性能。以LoRa为代表的低功耗、远距离网络技术的出现，满足沼气使用和管理中的各项要求，能够为使人们生活方式更环保、安全、方便、高效、舒适。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于LoRa技术的智能沼气监测系统。

本实用新型的基于LoRa技术的智能沼气监测系统，包括智能终端、中继器、汇聚网关、应用管理服务器以及PC客户端和/或手机APP终端，智能终端为安装于村镇或城市用户中的沼气监测仪表，中继器用于实现智能终端与汇聚网关之间传输数据的转发；其特征在于：所述汇聚网关经GPRS网络与应用管理服务器相通信，以实现数据的无线传输；所述PC客户端和手机APP终端与应用服务器相通信，以获取和查询用户的沼气使用信息以及对用户使用沼气进行管理；

所述智能终端由第一微控制器及与其相连接的UART通信模块、阀门、LoRa通信模块和流量传感器组成，第一微控制器通过流量传感器对用户的用气量进行采集，通过阀门对用户沼气管路的通断状态进行控制，通过LoRa通信模块与中继器或汇聚网关进行数据传输；LoRa通信模块连接有接收电路和发送电路，接收电路和发送电路经模拟开关与天线相连接，通过模拟开关的转换实现数据的接收和发送。

本实用新型的基于LoRa技术的智能沼气监测系统，所述汇聚网关由第二微控制器及与其相连接的JTAG接口模块、RS232接口模块、电源模块、USB接口模块、GPRS通信模块和LoRa通信模块组成，第二微控制器经LoRa通信模块与中继器或智能终端相通信，以实现沼气使用数据和控制指令信息的传输，第二微控制器经GPRS通信模块与应用管理服务器相通信。

本实用新型的基于LoRa技术的智能沼气监测系统，所述第一微控制器、第二微控制器分别采用型号为STM81151G、STM32F103的芯片，LoRa通信模块采用型号为SX1278的芯片。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的沼气监测系统，村镇或城市的沼气用户中设置有智能终端，实现了对用户沼气使用的信息测量和控制；智能终端经中继器与汇聚网关相通信，汇聚网关经GPRS网络与应用管理服务器相通信，授权用户可经PC客户端和手机APP终端查看相应信息。由于智能终端与中继器、中继器与汇聚网关经LoRa通信模块相通信，使得通信具有距离更长、功耗更低的优点，解决了沼气使用环境恶劣、移动网络信号差、有线铺设复杂、用户管理分散的情况下，沼气用户的使用数据不易采集和使用状态不易控制的问题，本实用新型的沼气监测系统具有通信距离长、功耗低、数据采集准确及时、有益效果显著和适于应用推广的优点。

附图说明

图1为本实用新型的基于LoRa技术的智能沼气监测系统的原理图；

图2为本实用新型中智能终端的电路原理图；

图3为本实用新型中汇聚网关的电路原理图。

图中：1智能终端，2中继器，3汇聚网关，4 GPRS网络，5应用管理服务器，6 PC客户端，7手机APP终端，8第一微控制器，9 UART通信模块，10阀门，11 LoRa通信模块，12接收电路，13模拟开关，14天线，15发送电路，16流量传感器，17第二微控制器，18 JTAG接口模块，19 RS232接口模块，20电源模块，21 USB接口模块，22 GPRS通信模块，23 LoRa通信模块。

具体实施方式