本發(fā)明涉及無(wú)線傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)的無(wú)線電低功耗傳輸模塊。

背景技術(shù)：

TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)主要部署在空間分布不規(guī)則、長(zhǎng)度距離較遠(yuǎn)的工廠車間內(nèi)，其要求每隔15分鐘(缺省值，可自行調(diào)節(jié))進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集并上傳到云端；同時(shí)工廠車間內(nèi)又存在檢測(cè)設(shè)備點(diǎn)眾多、后期維護(hù)更新困難的問(wèn)題。

目前常用的無(wú)線傳輸技術(shù)有：Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、LoRa(無(wú)線低功耗廣域網(wǎng))。

Wi-Fi全稱Wireless-Fidelity無(wú)線保真，是以太網(wǎng)的一種無(wú)線擴(kuò)展技術(shù)。通常工作頻率在2.4GHz和5GHz周圍頻段。當(dāng)接入大量子節(jié)點(diǎn)時(shí)，WiFi速率會(huì)相應(yīng)降低，同時(shí)也存在傳輸中安全性不好，穩(wěn)定性差，功耗略高，組網(wǎng)能力差等缺點(diǎn)。

Bluetooth(藍(lán)牙)技術(shù)采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作頻率2.4GHz頻段。其功耗低相應(yīng)的通信距離變短，比較適用于短距離的無(wú)線通信；同時(shí)也存在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)少，不適合多點(diǎn)布控的缺點(diǎn)。

ZigBee是一種基于802.15.4物理層協(xié)議的技術(shù)，世界通用工作頻率2.4GHz頻段。其抗干擾能力差，容易受到同頻段的WiFi、藍(lán)牙的干擾。同時(shí)也存在成本高、通信距離近、安全性能差、信息易破解的缺點(diǎn)。

LoRa傳輸技術(shù)，應(yīng)用較少，還沒有較為成熟的，且應(yīng)用于TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)的方案。

鑒于此，有必要根據(jù)TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)的工作環(huán)境及工作需求研發(fā)相應(yīng)的傳輸模塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)的無(wú)線電低功耗傳輸模塊，具有功耗低、傳輸數(shù)據(jù)安全性、可靠性較高。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)的無(wú)線電低功耗傳輸模塊，包括：設(shè)置在TMS系統(tǒng)中的若干LoRa節(jié)點(diǎn)，以及集成在一塊板卡中的LoRa協(xié)調(diào)器、協(xié)調(diào)器主控器及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸部分；

所述LoRa協(xié)調(diào)器建立低功耗無(wú)線廣域網(wǎng)LPWAN后，每一LoRa節(jié)點(diǎn)自動(dòng)加入網(wǎng)絡(luò)；之后，所述LoRa協(xié)調(diào)器通過(guò)握手協(xié)議將相應(yīng)的LoRa節(jié)點(diǎn)喚醒；

LoRa節(jié)點(diǎn)喚醒后切換到工作模式，開始采集疏水閥溫度與頻率信息，然后對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一編碼后通過(guò)LoRa LPWAN網(wǎng)絡(luò)傳送給LoRa協(xié)調(diào)器；

所述LoRa協(xié)調(diào)器將數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器主控器，由協(xié)調(diào)器主控器進(jìn)行數(shù)據(jù)檢驗(yàn)容錯(cuò)判斷，并在檢驗(yàn)成功后進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

所述協(xié)調(diào)器主控器再將數(shù)據(jù)傳輸給以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸部分，由以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸部分利用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)傳遞給TMS系統(tǒng)緩存服務(wù)器或云服務(wù)器。

所述LoRa協(xié)調(diào)器通過(guò)握手協(xié)議將LoRa節(jié)點(diǎn)喚醒包括：

所述LoRa協(xié)調(diào)器接收到TMS系統(tǒng)緩存服務(wù)器的喚醒命令后，通過(guò)握手協(xié)議將LoRa節(jié)點(diǎn)喚醒。

所述協(xié)調(diào)器主控器在進(jìn)行數(shù)據(jù)檢驗(yàn)成功后，將檢驗(yàn)結(jié)果告知LoRa協(xié)調(diào)器；所述LoRa協(xié)調(diào)器發(fā)送省電報(bào)文給LoRa節(jié)點(diǎn)，使LoRa節(jié)點(diǎn)進(jìn)入省電模式等待下一次喚醒命令。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，利用LoRa技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可保持了低功耗性，又明顯提高了通信距離，同時(shí)也還具有超強(qiáng)的建筑物穿透能力；此外，LoRa技術(shù)具有節(jié)點(diǎn)數(shù)量多容量大，功耗低(普通干電池可供電十年以上省電模式下僅消耗幾十uA的電流)的特點(diǎn)，通過(guò)LoRa技術(shù)可以完美解決了工廠內(nèi)閥門泄露檢測(cè)傳輸中所遇到各種的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的無(wú)線電低功耗傳輸模塊的工作示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用于TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)的無(wú)線電低功耗傳輸模塊；該無(wú)線電低功耗傳輸模塊(可以簡(jiǎn)稱TT模塊，全稱Trap Transfer)；其利用LoRa無(wú)線技術(shù)組成專用傳輸網(wǎng)絡(luò)，將檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)傳送到云端服務(wù)器。

在TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)中，利用LoRa節(jié)點(diǎn)做為系統(tǒng)的感知層，與疏水閥進(jìn)行無(wú)縫連接，檢測(cè)疏水閥的溫度、頻率數(shù)據(jù)；再通過(guò)LoRa無(wú)線技術(shù)組成專用傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送給TM云端管理平臺(tái)的應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)從感知獲取到網(wǎng)絡(luò)傳輸再到應(yīng)用管理的一整條完整的數(shù)據(jù)鏈路。其中，TT模塊在整個(gè)TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)起到了關(guān)鍵性的作用。它就像傳輸信息的“神經(jīng)”，架設(shè)了一條感知層和應(yīng)用層之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄骸?/p>

TT模塊主要通過(guò)有線和無(wú)線技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)傳感器采集信息數(shù)據(jù)的傳送，是感知層數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析、挖掘、理解的系統(tǒng)性行為實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。云平臺(tái)也是基于傳輸模塊為廣域海量的節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和計(jì)算，給物賦予了人工智能，因而傳輸層TT模塊對(duì)于TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)意義重大，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

如圖1所示，所述應(yīng)用于TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)的無(wú)線電低功耗傳輸模塊，主要包括：設(shè)置在TMS系統(tǒng)中的若干LoRa節(jié)點(diǎn)(圖1中的A)，以及集成在一塊板卡中的LoRa協(xié)調(diào)器(圖1中的B)、協(xié)調(diào)器主控器(圖1中的C)及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸部分(圖1中的D)；

所述LoRa協(xié)調(diào)器建立低功耗無(wú)線廣域網(wǎng)LPWAN后，每一LoRa節(jié)點(diǎn)自動(dòng)加入網(wǎng)絡(luò)；之后，所述LoRa協(xié)調(diào)器通過(guò)握手協(xié)議將相應(yīng)的LoRa節(jié)點(diǎn)喚醒；具體來(lái)說(shuō)：所述LoRa協(xié)調(diào)器接收到TMS系統(tǒng)緩存服務(wù)器的喚醒命令后，通過(guò)握手協(xié)議將LoRa節(jié)點(diǎn)喚醒。

LoRa節(jié)點(diǎn)喚醒后切換到工作模式，開始采集疏水閥溫度與頻率信息，然后對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一編碼后通過(guò)LoRa LPWAN網(wǎng)絡(luò)傳送給LoRa協(xié)調(diào)器。

所述LoRa協(xié)調(diào)器將數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器主控器，由協(xié)調(diào)器主控器進(jìn)行數(shù)據(jù)檢驗(yàn)容錯(cuò)判斷，并在檢驗(yàn)成功后進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；此外，所述協(xié)調(diào)器主控器在進(jìn)行數(shù)據(jù)檢驗(yàn)成功后，將檢驗(yàn)結(jié)果告知LoRa協(xié)調(diào)器；所述LoRa協(xié)調(diào)器發(fā)送省電報(bào)文給LoRa節(jié)點(diǎn)，使LoRa節(jié)點(diǎn)進(jìn)入省電模式等待下一次喚醒命令。

所述協(xié)調(diào)器主控器再將數(shù)據(jù)傳輸給以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸部分，由以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸部分利用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)傳遞給TMS系統(tǒng)緩存服務(wù)器或云服務(wù)器(圖1中的E)。

圖1所示的，板卡型號(hào)為TMSTPSSL433T，該板卡是遵守MIT協(xié)議定制MicroPython的控制板。TMSTPSSL433T可構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、無(wú)線感知系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、機(jī)器人等應(yīng)用控制系統(tǒng)。例如工廠疏水閥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。

該無(wú)線電低功耗傳輸模塊各個(gè)部分的參數(shù)如表1所示：

表1參數(shù)列表

TMS疏水閥無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)主要部署在空間分布不規(guī)則、長(zhǎng)度距離較遠(yuǎn)的工廠車間內(nèi)，每隔15分鐘(缺省值，可自行調(diào)節(jié))進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集并上傳到云端，因此LoRa小數(shù)據(jù)、長(zhǎng)距離的特點(diǎn)正好適用；同時(shí)工廠車間內(nèi)又存在檢測(cè)設(shè)備點(diǎn)眾多、后期維護(hù)更新困難的問(wèn)題，正好LoRa又有節(jié)點(diǎn)數(shù)量多容量大，功耗低(普通干電池可供電十年以上省電模式下僅消耗幾十uA的電流)的特點(diǎn)。所以選擇LoRa的原因就在于它的各項(xiàng)特點(diǎn)正好完美解決了工廠內(nèi)閥門泄露檢測(cè)傳輸中所遇到各種的問(wèn)題。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。