你的位置:首页 > 新闻动态 > 行业资讯

一种基于LoRa技术的传感器采集器、网络系统及通信方法

2019/1/3 9:50:41      点击:

背景技术:
LoRa技术是一种基于扩频调制技术的无线通讯技术,具有传输距离远、发射功耗低、抗干扰性强等特点,环境监测、工业控制等领域已在逐步推广应用。为了降低通信节点的能耗,节点会在周期中轮替地休眠和工作,关于节点低功耗的研究较多,但是并没有针对LoRa无线模块及传感器采集器相互配合的低功耗解决方法。

<a href='http://www.nmgdmdz.com/Product/wuxianyalibiansongqi/' target='_blank'>无线<a href='http://www.nmgdmdz.com/Product/yalibiansongqixilie/' target='_blank'>压力变送器</a></a>NB-IOT
一种传感器采集器,用于与集中器组件无线连接,所述集中器组件包括集中器及与集中器连接的第一LoRa无线模块,其特征在于:所述传感器采集器包括处理器及与处理器连接的数据采集功能单元、第二LoRa无线模块、第二定时器,集中器组件中的第一LoRa无线模块与传感器采集器中的第二LoRa无线模块进行无线通信连接;
所述第二LoRa无线模块,用于在接收到集中器的唤醒数据包被唤醒,接收到通信数据包后,唤醒处理器,将数据包传输到处理器,第二LoRa无线模块断电,唤醒数据包包括唤醒指定的传感器采集器的唤醒信号以及用于对时的数据包时间戳,通信数据包包括需要采集传感器数据的命令以及数据包返回的时间;
处理器接收到第二定时器的中断信号后唤醒,第二定时器继续计时,并打开第二LoRa无线模块,将采集的数据或反馈指令组成数据包发送到集中器;
所述数据采集功能单元,用于根据处理器解析的采集传感器数据的指令采集传感器数据,数据采集完成后通过中断唤醒处理器,数据采集功能单元断电。
一种基于LoRa技术的无线传感器采集网络系统,包括一个集中器组件及与集中器组件连接的多个传感器采集器,集中器组件包括集中器及与集中器连接的第一LoRa无线模块,每个传感器采集器包括处理器及与处理器连接的数据采集功能单元、第二LoRa无线模块、第二定时器,集中器组件中的第一LoRa无线模块与传感器采集器中的第二LoRa无线模块进行无线通信连接,其特征在于:
所述集中器用于根据接收到的数据服务器指令,确定下发给传感器采集器的数据包,然后通过第一LoRa无线模块开始逐个给网络中的传感器采集器发送数据包,数据包包括唤醒数据包和通信数据包,其中唤醒数据包包括唤醒指定的传感器采集器的唤醒信号以及用于对时的数据包时间戳,通信数据包包括需要采集传感器数据的命令以及数据包返回的时间;
所述集中器还用于接收来自传感器采集器的数据并进行处理;
所述第一LoRa无线模块还用于将集中器处理的传感器采集器的数据返回给数据服务器;
所述处理器用于在被第二定时器的中断信号唤醒后,将第二定时器清零,开始一个周期的计时,同时打开本节点的第二LoRa无线模块,使第二LoRa无线模块从断电状态变为休眠状态,处理器进入休眠状态,在接收到第二LoRa无线模块发送的数据包后被唤醒,通过数据包时间戳与集中器对时,并根据回复集中器时间设置第二定时器,若通信数据包的指令为采集传感器数据的指令,使数据采集功能单元上电,处理器进入休眠状态,数据采集功能单元开始采集传感器数据,数据采集完成后通过中断唤醒处理器,数据采集功能单元断电,处理器保存采集的传感器数据后,进入休眠状态;若通信数据包为配置信息修改指令,处理器处理后,进入休眠状态;
所述第二LoRa无线模块,用于在接收到集中器的唤醒数据包被唤醒,接收到通信数据包后,唤醒处理器,将数据包传输到处理器,第二LoRa无线模块断电;
所述处理器接收到第二定时器的中断信号后唤醒,第二定时器继续计时,并打开第二LoRa无线模块,将采集的数据或反馈指令组成数据包发送到集中器;
所述数据采集功能单元,用于根据处理器解析的采集传感器数据的指令采集传感器数据,数据采集完成后通过中断唤醒处理器,数据采集功能单元断电。
进一步的,集中器组件还包括与集中器连接的第一定时器,集中器收到第一定时器中断触发信号后,将第一定时器清零,根据确定的窗口时间开始一个周期的计时。
一种基于LoRa技术的无线传感器采集网络的通信方法,其应用于基于LoRa技术的无线传感器采集网络中,所述无线传感器采集网络运用一个集中器组件及多个传感器采集器的星形网络连接,传感器采集器包括处理器及与处理器连接的数据采集功能单元、第二LoRa无线模块、第二定时器,集中器组件和每个传感器采集器的第二LoRa无线模块进行无线连接,其特征在于所述方法包括如下步骤:
步骤一、传感器采集器的处理器被第二定时器的中断信号唤醒后,将第二定时器清零,开始一个周期的计时;
步骤二、处理器打开本节点的第二LoRa无线模块后,使第二LoRa无线模块从断电状态变为休眠状态,处理器进入休眠状态;
步骤三、第二LoRa无线模块等待接收集中器的唤醒数据包,待接收到属于第二LoRa无线模块的唤醒数据包后唤醒,待接收到通信数据包后,唤醒处理器,将数据包传输到处理器,第二LoRa无线模块断电,其中唤醒数据包包括唤醒指定的传感器采集器的唤醒信号以及用于对时的数据包时间戳,通信数据包包括需要采集传感器数据的命令以及数据包返回的时间;
步骤四、处理器解析收到的数据包,通过数据包时间戳与集中器对时,并根据回复集中器的时间设置第二定时器;若通信数据包的指令为采集传感器数据的指令,使数据采集功能单元上电,处理器进入休眠状态,数据采集功能单元开始采集传感器数据,数据采集完成后通过中断唤醒处理器,数据采集功能单元断电,处理器保存采集的传感器数据后,进入休眠状态;若通信数据包为配置信息修改指令,处理器处理后,进入休眠状态。
步骤五、传感器采集器接收到第二定时器的中断信号后唤醒,第二定时器继续计时,并打开第二LoRa无线模块,将采集的数据或反馈指令组成数据包发送到集中器;
步骤六、处理器进入休眠状态,第二LoRa无线模块断电。