[发明专利]一种LoRa无线表计采集系统避免同频干扰的方法

说明书

本发明公开了一种LoRa无线表计采集系统，包括集中器和数据采集终端，集中器包括第一MCU微控制器，第一MCU微控制器通过SPI通行连接有第一LoRa射频模块和外部存储器，第一MCU微控制器通过USART通行连接有GPRS模组和485通行接口；数据采集终端包括第二MCU微控制器，第二微控制器连接有第二LoRa射频模块和数据采集模块，数据采集模块采用脉冲传感或直读传感采集数据。具有以下优点：在网络配置范围内，相同工作网络信道的表计采集系统不会在相同时刻抄表，从而避免了相邻区域内相同工作信道的表计采集系统同时间抄表相互影响通信质量的问题，降低了抄表功耗，提高了抄表成功率。在网络配置范围内，相同工作信道的表计采集器系统不会出现相同的通信秘钥，从而避免相邻相同信道抄表增加数据采集终端功耗问题。

技术领域

本发明属于表计数据采集技术领域，公开一种LoRa无线表计采集系统避免同频干扰的方法。

背景技术

LoRa通信采用无线扩频技术，具有功耗低、传输距离远的特点，非常适合水、电、气、热表计的数据采集，并且在行业中广泛的应用。表计行业除电表外其他表计都采用电池供电，在电池供电的情况下，表计设备功耗越低，表计的成本就越低。由于LoRa无线通信距离远，频道资源有限，面临着同频相互串扰增加功耗的问题和临近相同频段网络相互串扰降低通信质量的问题。

表计设备多安装在居民楼的管道井、楼宇两侧的地坑(为了防止冻表，深度在0.5～1.5米)、楼宇的管道井及厨房等环境中。在空旷环境中，LoRa的理论传输距离是15～20公里，而表计的实际应用中，当区域内信号100％覆盖，表计在地坑并且井盖材质是铁盖时，传输距离为100米；在管道井环境时传输距离为500米；在厨房环境时传输距离为1000米。区域内信号覆盖率降低到50％时，信号的传输距离可增加到100％覆盖率时传输距离的2倍，当区域覆盖率降到10％，信号传输距离可增加到100％覆盖率的5倍(信号覆盖区域表如图1，相邻区域存在信号相互叠加的情况)。

根据国家《微功率短距离无线电发射设备技术要求》，民用仪表无线电设备科采用470M频段中的490—495MHz,无线LoRa设备的带宽为125K,不同信道间隔带宽为有效带宽的两倍。根据带宽资源与使用要求LoRa可分配24个通信信道。表计安装环境恶劣，信道资源有限，在表计使用密集区域，相同信道表计临近安装，人为又无法避免，当相邻区域表计使用相同信道通信时，任一表计抄收都会误唤醒相邻区域相同信道表计，增加表计功耗；而相邻区域相同信道表计同时通信，相互影响网络通行质量，降低表计抄表成功率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种LoRa无线表计采集系统避免同频干扰的方法，相同工作网络信道的表计采集系统不会在相同时刻抄表，就可以避免了相邻区域内相同工作信道的表计采集系统同时间抄表相互影响通信质量，降低抄表成功率的问题；秘钥与工作信道错位取余公倍数方法避免了相邻区域相同信道增加功耗的问题，时段与信道错位取余公倍数的方法解决了定时抄表同频干扰问题。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种LoRa无线表计采集系统，包括集中器和数据采集终端，集中器包括第一MCU微控制器，第一MCU微控制器通过SPI通行连接有第一LoRa射频模块和外部存储器，第一MCU微控制器通过USART通行连接有GPRS模组和485通行接口；数据采集终端包括第二MCU微控制器，第二微控制器连接有第二LoRa射频模块和数据采集模块，数据采集模块采用脉冲传感或直读传感采集数据。

一种LoRa无线表计采集系统避免同频干扰的方法，所述避免同频干扰的方法包括参数的配置，配置的参数包括网络配置参数A、网络信道数量B、唤醒秘钥数量C、抄表时段数量D、网络信道值E、网络唤醒秘钥值F和抄表时段值G。

进一步的，所述参数配置具体的过程如下：