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

背景技術(shù)：

TMS疏水閥無線檢測系統(tǒng)主要部署在空間分布不規(guī)則、長度距離較遠的工廠車間內(nèi)，其要求每隔15分鐘(缺省值，可自行調(diào)節(jié))進行一次數(shù)據(jù)采集并上傳到云端；同時工廠車間內(nèi)又存在檢測設(shè)備點眾多、后期維護更新困難的問題。

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

Wi-Fi全稱Wireless-Fidelity無線保真，是以太網(wǎng)的一種無線擴展技術(shù)。通常工作頻率在2.4GHz和5GHz周圍頻段。當接入大量子節(jié)點時，WiFi速率會相應(yīng)降低，同時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。

Bluetooth(藍牙)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)，支持點對點及點對多點通信，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線通信；同時也存在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點少，不適合多點布控的缺點。

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、藍牙的干擾。同時也存在成本高、通信距離近、安全性能差、信息易破解的缺點。

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疏水閥無線檢測系統(tǒng)的方案。

鑒于此，有必要根據(jù)TMS疏水閥無線檢測系統(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疏水閥無線檢測系統(tǒng)的無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)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于TMS疏水閥無線檢測系統(tǒng)的無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，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)器建立低功耗無線廣域網(wǎng)LPWAN后，每一LoRa節(jié)點自動加入網(wǎng)絡(luò)；之后，所述LoRa協(xié)調(diào)器通過握手協(xié)議將相應(yīng)的LoRa節(jié)點喚醒；

LoRa節(jié)點喚醒后切換到工作模式，開始采集疏水閥溫度與頻率信息，然后對采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一編碼后通過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)器主控器進行數(shù)據(jù)檢驗容錯判斷，并在檢驗成功后進行數(shù)據(jù)存儲；

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)器通過握手協(xié)議將LoRa節(jié)點喚醒包括：

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，通過握手協(xié)議將LoRa節(jié)點喚醒。

所述協(xié)調(diào)器主控器在進行數(shù)據(jù)檢驗成功后，將檢驗結(jié)果告知LoRa協(xié)調(diào)器；所述LoRa協(xié)調(diào)器發(fā)送省電報文給LoRa節(jié)點，使LoRa節(jié)點進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，同時也還具有超強的建筑物穿透能力；此外，LoRa技術(shù)具有節(jié)點數(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，通過LoRa技術(shù)可以完美解決了工廠內(nèi)閥門泄露檢測傳輸中所遇到各種的問題。

附圖說明

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

圖1為本發(fā)明實施例提供的無線電低功耗傳輸模塊的工作示意圖。

具體實施方式

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

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

在TMS疏水閥無線檢測系統(tǒng)中，利用LoRa節(jié)點做為系統(tǒng)的感知層，與疏水閥進行無縫連接，檢測疏水閥的溫度、頻率數(shù)據(jù)；再通過LoRa無線技術(shù)組成專用傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送給TM云端管理平臺的應(yīng)用層，實現(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TMS疏水閥無線檢測系統(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模塊主要通過有線和無線技術(shù)的結(jié)合，實現(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、查詢、分析、挖掘、理解的系統(tǒng)性行為實現(xiàn)的基礎(chǔ)。云平臺也是基于傳輸模塊為廣域海量的節(jié)點感知數(shù)據(jù)進行存儲和計算，給物賦予了人工智能，因而傳輸層TT模塊對于TMS疏水閥無線檢測系統(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疏水閥無線檢測系統(tǒng)的無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(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)器建立低功耗無線廣域網(wǎng)LPWAN后，每一LoRa節(jié)點自動加入網(wǎng)絡(luò)；之后，所述LoRa協(xié)調(diào)器通過握手協(xié)議將相應(yīng)的LoRa節(jié)點喚醒；具體來說：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，通過握手協(xié)議將LoRa節(jié)點喚醒。

LoRa節(jié)點喚醒后切換到工作模式，開始采集疏水閥溫度與頻率信息，然后對采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一編碼后通過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)器主控器進行數(shù)據(jù)檢驗容錯判斷，并在檢驗成功后進行數(shù)據(jù)存儲；此外，所述協(xié)調(diào)器主控器在進行數(shù)據(jù)檢驗成功后，將檢驗結(jié)果告知LoRa協(xié)調(diào)器；所述LoRa協(xié)調(diào)器發(fā)送省電報文給LoRa節(jié)點，使LoRa節(jié)點進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)、信號檢測系統(tǒng)、無線感知系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、機器人等應(yīng)用控制系統(tǒng)。例如工廠疏水閥監(jiān)測系統(tǒng)、流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。

該無線電低功耗傳輸模塊各個部分的參數(shù)如表1所示：

表1參數(shù)列表

TMS疏水閥無線檢測系統(tǒng)主要部署在空間分布不規(guī)則、長度距離較遠的工廠車間內(nèi)，每隔15分鐘(缺省值，可自行調(diào)節(jié))進行一次數(shù)據(jù)采集并上傳到云端，因此LoRa小數(shù)據(jù)、長距離的特點正好適用；同時工廠車間內(nèi)又存在檢測設(shè)備點眾多、后期維護更新困難的問題，正好LoRa又有節(jié)點數(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。所以選擇LoRa的原因就在于它的各項特點正好完美解決了工廠內(nèi)閥門泄露檢測傳輸中所遇到各種的問題。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，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)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。