[发明专利]一种基于LoRa通信的数据采集系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于LoRa通信的数据采集系统及方法，所述系统包括数据采集单元、LoRa网关和云平台，数据采集单元用于采集数据，其包括多个LoRa从节点和至少一个LoRa主节点，每个LoRa主节点连接多个并接的LoRa从节点；LoRa网关与数据采集单元的LoRa主节点相连，用于将LoRa主节点传输过来的信息汇总，并转换数据格式给云平台；云平台与LoRa网关通过无线通信技术相连，用于采用云计算技术将数据可视化。本发明采用多节点单网关的方式，使用一个无线通信模块实现较大面积数据上云，可以减少成本，方便维护。

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，具体涉及一种基于LoRa通信的数据采集系统。

背景技术

近年来随着物联网技术的发展，对无线数据传输的需求变得愈发迫切。处于物联网感知层中的传感器、RFID读写器或其他设备产生大量的数据，需要具有较高可靠性的传输手段将其汇聚到物联网的主干网络中。此外，由于这些设备空间位置分布广泛，难以全部借助有线传输方式承载其数据传输的要求。为了解决这一问题，蓝牙、ZigBee、WiFi及3G/4G等无线传输技术得到了蓬勃发展。

通常情况下，大多数传感器产生的数据量有限，而分布式监测技术又希望节点具有大规模组网能力、较低的功耗、较低的成本和较大的通信距离。虽然蓝牙与ZigBee技术都可满足节点低功耗设计的需求，但是蓝牙技术通信距离有限，组网规模小；ZigBee虽可进行较大规模的组网，但是其通信所采用的2.4GHz频段对建筑物等障碍物的穿透能力相对较弱。WiFi技术常见的通信范围受限在数百米范围内；3G/4G技术虽然有较大的覆盖范围，但是节点组网需要借助移动通信网络。此外WiFi与3G/4G技术的能耗特性略差，不适合在一些基于单独电池供电的场合下使用。在大多数低功耗分布式组网的场合中，WiFi与3G/4G技术所提供的高通信速率也略显鸡肋。

近年来为了适应低功耗、分布式大规模组网的需求，LoRa无线扩频技术为这一应用场合提供了新的选择。利用LoRa技术可以组建数万节点规模的无线传输网络，可以高度稳定可靠地以0.3到50kbs的传输速率传输数据。其通信多采用433MHz的ISM频段，通信距离比ZigBee与蓝牙有较大程度的提高，且对建筑物等障碍物的穿透效果较好。此外其协议采用了先进的编解码方案与扩频调制技术，可在信噪比低于20dB时实现解调，这也有助于其在信道条件恶劣的场合中使用。

但是，现有的基于LoRa技术的数据采集系统成本较高且不方便维护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低且方便维护的基于LoRa通信的数据采集系统及方法。

为实现上述目的，一方面，本发明提出了一种基于LoRa通信的数据采集系统，包括：

数据采集单元，用于采集数据，其包括多个LoRa从节点和至少一个LoRa主节点，每个所述LoRa主节点连接多个并接的所述LoRa从节点；

LoRa网关，与所述数据采集单元的所述LoRa主节点相连，用于将所述LoRa主节点传输过来的信息汇总，并转换数据格式；

云平台，与所述LoRa网关通过无线通信技术相连，用于采用云计算技术将数据可视化。

在一优选实施例中，所述LoRa网关使用4G通信技术，并采用MQTT通信协议将信息上传给所述云平台。

在一优选实施例中，所述LoRa网关将信息的格式转变为供MQTT通信协议使用的json格式。

在一优选实施例中，所述数据采集单元还包括多个LoRa传感器，一个所述LoRa传感器对应连接一个所述LoRa从节点，所述LoRa传感器用于采集信息给所述LoRa从节点。

在一优选实施例中，所述LoRa网关的通信可视距离为0~5KM。

另一方面，本发明提出了一种基于LoRa通信的数据采集方法，包括：