[发明专利]一种具有定位及无线数据采集功能的传输分站及方法

权利要求书

1.一种具有定位及无线数据采集功能的传输分站，其特征在于，该传输分站包括硬件系统，硬件系统包括主控制器、副控制器、2.4G RFID模块、485模块、网络模块、CAN模块一、CAN模块二、语音合成模块、显示器、Flash存储模块以及至少一个LoRa模块，主控制器分别通过串口连接副控制器、2.4G RFID模块和语音合成模块；其中，2.4G RFID模块用于采集人员定位设备的信息，实现传输分站的定位功能；

主控制器通过485总线连接485模块，485模块采用485收发器，485收发器引出485总线接口，485总线接口用于接入485总线的监控网络中，接收485收发器下的各种传感器的信息；

主控制器分别通过SPI连接网络模块、显示器和Flash存储模块；其中，网络模块通过TCP/IP网络与井上服务器建立通信，进行数据的上传和下载服务，网络模块引出RJ45网口，RJ45网口通过双绞线连接井下网络交换机使其接入工业环网；Flash存储模块用于存储定位信息和系统命令；

主控制器分别通过CAN总线连接CAN模块一和CAN模块二；其中，CAN模块一采用CAN收发器一，CAN模块二采用CAN收发器二，CAN收发器一引出CAN总线接口一，CAN总线接口一接入CAN总线的监控网络中，接收CAN收发器一下的各种传感器信息；CAN收发器二引出CAN总线接口二，CAN总线接口二用于接入CAN总线，通过点对点连接的方式连接采集器，实现LoRa无线覆盖范围的增加；

副控制器通过串口连接LoRa模块，LoRa模块和2.4G RFID模块上均设置有天线；LoRa模块用于搭建LoRa无线传感网络，接收人员定位设备发送的区域定位信息和精确定位信息。

2.根据权利要求1所述的具有定位及无线数据采集功能的传输分站，其特征在于，所述硬件系统还包括RTC备用电源和电源模块，主控制器连接RTC备用电源，RTC备用电源用于保证传输分站的实时时钟持续运行；

电源模块分别电连接主控制器、副控制器、2.4G RFID模块、485收发器、网络模块、CAN收发器一、CAN收发器二、语音合成模块、显示器和LoRa模块为其供电。

3.根据权利要求1或2所述的具有定位及无线数据采集功能的传输分站，其特征在于，所述LoRa模块设置有七个，七个LoRa模块分配信道0到信道6七个信道，通过七个信道并通过分频分时的方式增加LoRa无线网络的负载能力，搭建LoRa无线传感网络，接收人员定位设备发送的区域定位信息和精确定位信息。

4.根据权利要求3所述的具有定位及无线数据采集功能的传输分站，其特征在于，所述语音合成模块包括语音合成芯片、功放芯片和喇叭，主控制器通过串口连接语音合成芯片，语音合成芯片电连接功放芯片，功放芯片电连接喇叭。

5.根据权利要求4所述的具有定位及无线数据采集功能的传输分站，其特征在于，所述硬件系统还包括LED大屏，主控制器通过串口连接LED大屏，电源模块电连接LED大屏为其供电，LED大屏用于在井口处进行显示。

6.根据权利要求5所述的具有定位及无线数据采集功能的传输分站，其特征在于，所述主控制器和副控制器均采用STM32F407ZET6芯片，LoRa模块采用E32-TTL-100 LoRa芯片，2.4G RFID模块采用带功放的读头芯片，网络模块为以太网模块，以太网模块采用有硬件协议栈的W5500芯片， CAN收发器一和CAN收发器二均采用TD321DCANH芯片，485收发器采用TD321D485芯片，显示器采用3.5寸LCD屏幕，语音合成芯片采用XFS3031CNP 中文语音合成芯片，功放芯片采用LM4990芯片，Flash存储模块采用容量为128MB的W25Q128BV芯片，RTC备用电源将采用CR2032纽扣电池，电源模块采用LDO芯片和DC-DC芯片，LDO芯片采用AMS1117-3.3，DC-DC芯片采用LM2596T-5.0/NOPB。