基于LoRa技术的传感器采集器、网络系统及通信方法

公开号 CN106253943 A (PDF专利下载)
发布类型 申请
专利申请号 CN 201610661538
公开日 2016年12月21日
申请日期 2016年8月12日
优先权日 2016年8月12日
发明者 李端有, 周芳芳, 黄跃文, 毛索颖, 甘孝清, 刘亚翔, 徐彪, 曹浩, 韩贤权, 杨胜梅, 宁晶, 邹双朝, 黄祥, 徐浩
申请人 长江水利委员会长江科学院
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分类 (4), 法律事件 (1)
中国国家知识产权局, 欧洲专利数据库 (Espacenet)

摘要

本发明提供一种基于LoRa技术的传感器采集器,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,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。本发明还提供一种基于LoRa技术的无线传感器采集网络系统及基于LoRa技术的无线传感器采集网络的通信方法。本发明通过通信节点和时间策略的优化配置,实现了传感器野外采集、低功耗、无人值守的特点。

权利要求

权利要求(4)
1.一种基于LoRa技术的传感器采集器,用于与集中器组件(I)无线连接,所述集中器组件(I)包括集中器(11)及与集中器(11)连接的第一 LoRa无线模块(12),其特征在于:所述传感器采集器包括处理器(21)及与处理器(21)连接的数据采集功能单元(22)、第二 LoRa无线模块(23)、第二定时器(24),集中器组件(I)中的第一 LoRa无线模块(12)与传感器采集器(2)中的第二 LoRa无线模块(23)进行无线通信连接; 所述第二LoRa无线模块(23),用于在接收到集中器(11)的唤醒数据包被唤醒,接收到通信数据包后,唤醒处理器(21),将数据包传输到处理器(21),第二LoRa无线模块(23)断电,唤醒数据包包括唤醒指定的传感器采集器(2)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(21)接收到第二定时器(24)的中断信号后唤醒,第二定时器(24)继续计时,并打开第二LoRa无线模块(23),将采集的数据或反馈指令组成数据包发送到集中器(11); 所述数据采集功能单元(22),用于根据处理器(21)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(21),数据采集功能单元(22)断电。
2.—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(I)及与集中器组件(I)连接的多个传感器采集器(2),集中器组件(I)包括集中器(11)及与集中器(11)连接的第一 LoRa无线模块(12),每个传感器采集器(2)包括处理器(21)及与处理器(21)连接的数据采集功能单元(22)、第二 LoRa无线模块(23)、第二定时器(24),集中器组件(I)中的第一 LoRa无线模块(12)与传感器采集器(2)中的第二 LoRa无线模块(23)进行无线通信连接,其特征在于: 所述集中器(11)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(2)的数据包,然后通过第一 LoRa无线模块(12)开始逐个给网络中的传感器采集器(2)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(2)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(11)还用于接收来自传感器采集器(2)的数据并进行处理, 所述第一 LoRa无线模块(12)还用于将集中器(11)处理的传感器采集器(2)的数据返回给数据服务器; 所述处理器(21)用于在被第二定时器(24)的中断信号唤醒后,将第二定时器(24)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(23),使第二LoRa无线模块(23)从断电状态变为休眠状态,处理器(21)进入休眠状态,在接收到第二 LoRa无线模块(23)发送的数据包后被唤醒,通过数据包时间戳与集中器(11)对时,并根据回复集中器(11)时间设置第二定时器(24),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(22)上电,处理器(21)进入休眠状态,数据采集功能单元(22)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(21),数据采集功能单元(22)断电,处理器(21)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(21)处理后,进入休眠状态; 所述第二LoRa无线模块(23),用于在接收到集中器(11)的唤醒数据包被唤醒,接收到通信数据包后,唤醒处理器(21),将数据包传输到处理器(21),第二LoRa无线模块(23)断电, 所述处理器(21)接收到第二定时器(24)的中断信号后唤醒,第二定时器(24)继续计时,并打开第二LoRa无线模块(23),将采集的数据或反馈指令组成数据包发送到集中器(11); 所述数据采集功能单元(22),用于根据处理器(21)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(21),数据采集功能单元(22)断电。
3.如权利要求2所述的基于LoRa技术的无线传感器采集网络系统,其特征在于:集中器组件(I)还包括与集中器(11)连接的第一定时器(13),集中器(11)收到第一定时器(13)中断触发信号后,将第一定时器(13)清零,根据确定的窗口时间开始一个周期的计时。
4.一种基于Lo Ra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(I)及多个传感器采集器(2)的星形网络连接,传感器采集器(2)包括处理器(21)及与处理器(21)连接的数据采集功能单元(22)、第二 LoRa无线模块(23)、第二定时器(24),集中器组件(I)和每个传感器采集器(2)的第二 LoRa无线模块(23)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(I)的处理器(21)被第二定时器(24)的中断信号唤醒后,将第二定时器(24)清零,开始一个周期的计时; 步骤二、处理器(21)打开本节点的第二 LoRa无线模块(23)后,使第二 LoRa无线模块(23)从断电状态变为休眠状态,处理器(21)进入休眠状态; 步骤三、第二LoRa无线模块(23)等待接收集中器(11)的唤醒数据包,待接收到属于第二 LoRa无线模块(23)的唤醒数据包后唤醒,待接收到通信数据包后,唤醒处理器(21),将数据包传输到处理器(21),第二 LoRa无线模块(23)断电,其中唤醒数据包包括唤醒指定的传感器采集器(2)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(21)解析收到的数据包,通过数据包时间戳与集中器(11)对时,并根据回复集中器(11)的时间设置第二定时器(24);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(22)上电,处理器(21)进入休眠状态,数据采集功能单元(22)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(21),数据采集功能单元(22)断电,处理器(21)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(21)处理后,进入休眠状态。 步骤五、传感器采集器(2)接收到第二定时器(24)的中断信号后唤醒,第二定时器(24)继续计时,并打开第二 LoRa无线模块(23),将采集的数据或反馈指令组成数据包发送到集中器(11); 步骤六、处理器(21)进入休眠状态,第二 LoRa无线模块(23)断电。

专利引用

非专利引用

分类

国际分类号 H04W84/18, H04W28/02, H04B1/69, H04W52/02

法律事件

日期 代码 事件 说明
2016年12月21日 C06 Publication
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