LoRa图像采集传输系统技术方案

本发明专利技术属于无线通信技术领域，具体涉及一种应用LoRa技术的图像传感器；具体技术方案为：LoRa图像采集传输系统，包括LoRa图像传感器，LoRa图像传感器通过CAM总线与微控制器进行信号传输，微控制器还通过SPI总线与LoRa射频模块进行信号传输，本系统采用一体化的结构，对图像采集、压缩、处理、传输、供电等进行了统一的处理，成本大大降低，体积更小，稳定性更高，LoRa网关和LoRa图像传感器终端采用扩频无线通信技术最远可达20公里的通信距，LoRa图像传感器和LoRa网关之间采用星型拓扑结构，LoRa图像传感器可以在不同的LoRa网关之间无缝漫游通信，更好地提高系统通信实时性要求。

LoRa image acquisition and transmission system

The invention belongs to the technical field of wireless communication, image sensor specifically relates to the application of LoRa technology; the specific technical scheme: LoRa image acquisition and transmission system, including LoRa image sensor, LoRa image sensor for signal transmission through the CAM bus and micro controller, micro controller for signal transmission through the SPI bus and LoRa RF module of the system the integral structure of image acquisition, compression, processing, transmission, power supply for unified treatment, greatly reduce the cost, smaller volume, higher stability, LoRa gateway and LoRa image sensor terminal using spread spectrum wireless communication technology of up to 20 km from the communication distance, the star topology is used between LoRa image sensor and the LoRa gateway, LoRa image sensor can be between LoRa gateway different seamless roaming communication, improve System communication real time requirement.

【技术实现步骤摘要】
LoRa图像采集传输系统
本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种应用LoRa技术的图像传感器。
技术介绍
随着物联网和无线通信技术的飞速发展，人们与信息网络已经密不可分，无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品（尤其是便携产品）的强烈要求。短距离无线通信的低成本、相对其他无线通信技术的低功耗、及其对等通信特征等适应了飞速发展的便捷信息传输需求。在技术、成本、可靠性及可实用性等各方面的综合考虑下，低功耗长距离无线通信技术成为了当今通信领域研究的热点。人们对信息的获取80%来自于视觉，但是，目前的数字视频在宽带和功耗上都无法满足长时间的电池供电及传输，基于视觉处理大多是图片处理，先进的压缩算法使得图片的文件更小，并且减少了传感器的复杂度，处理起来更加简单统一。
技术实现思路
为解决现有图像传感器存在的高成本、距离短、可靠性差的技术问题，本专利技术提供了一种应用在智能农业、智能水务中的LoRa图像传输系统。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：LoRa图像采集传输系统，包括LoRa图像传感器、微控制器和LoRa射频模块，LoRa图像传感器通过第一通信接口与微控制器进行信号传输，微控制器还通过第二通信接口与LoRa射频模块进行信号传输，LoRa图像传感器用于采集图像信号，图像信号通过微控制器进行处理后，通过LoRa射频模块传给LoRa网关，实现系统的采集和前端传输。LoRa图像传感器包括感光元件，感光元件与模拟信号处理器之间进行信号传输，模拟信号处理器与信号采样模块之间进行信号传输，信号采样模块与数字信号存储模块之间进行信号传输，数字信号存储模块通过第一通信接口与微控制器进行信号传输。感光元件用于采集图像信号，采集的图像信号通过模拟信号处理器处理后，信号采样模块对模拟信号进行处理并将数字信号存储在数字信号存储模块内，数字信号存储模块通过通信接口将信号传输给微控制器。LoRa图像传感器采用低功耗设计，微控制器上还连接有电源，电源上还配置有电压检测模块，电压检测模块用于检测电源是否欠压，实现实时操控。微控制器上还连接有指示灯和外部存储器，指示灯用于指示微控制器的运行状态，外部存储器用于对微控制器的数据进行存储。第一通信接口为CAM总线，第二通信接口为SPI总线，SPI总线是一种高速、全双工且同步的通信总线，并且在芯片管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB板的布局上节省空间，具有简单易用的特性。微控制器上还连接有RS485接口，RS485接口增加了一个通讯接口。LoRa射频模块布置有射频天线，射频天线将数据传输给LoRa网关，LoRa网关射频通信模块接收LoRa图像传输系统发来的数据，在系统内部做差错校验和完整性检测以后，把正确的完整数据转发给云服务器，LoRa网关同时担任服务器发来的数据转发给LoRa图像传输系统。电源为10000mAh电池，采用10000mAh电池可以使用1-3年，与传统的太阳能系统供电采集终端相比，成本更低。外部存储器为128Mbyte的Flash存储器，可对采集数据进行记录，可以对LoRa图像传输系统运行参数做日志记录。本系统还包括PCB板，所述PCB板的四角均开有螺纹孔，射频天线设置在PCB板的外侧，射频天线与LoRa网关之间进行无线通信，微控制器固定在PCB板上，电源、指示灯与欠压检测模块均置于微控制器的一侧，欠压检测模块置于电源与指示灯之间，感光元件、信号采样模块与外部存储器均固定在PCB板上，感光元件、模拟信号处理器、信号采样模块、第一通信接口与外部存储器均固定在PCB板上，模拟信号处理器置于感光元件与信号采样模块之间，第一通信接口置于信号采样模块与外部存储器之间。本系统采用一体化的结构，对图像采集、压缩、处理、传输、供电等进行了统一的处理，减少了大部分的外围和标准接口电路，成本大大降低，体积更小，稳定性更高。利用LoRa扩频通信技术，实现了终端数据到云端的采集。LoRa图像传感器通过LoRa网关接入互联网，每个LoRa网关可以接入多达5000个LoRa图像传感器，只需要一条互联网接入通道，很大程度地节约了传输成本。LoRa网关和LoRa图像传感器终端采用扩频无线通信技术最远可达20公里的通信距，LoRa图像传感器和LoRa网关之间采用星型拓扑结构，同时，LoRa图像传感器可以在不同的LoRa网关之间无缝漫游通信，采用此通信模式延时小，更好地提高系统通信实时性要求。附图说明图1为本专利技术的控制原理简图。图2为本专利技术的控制原理图。图3为本专利技术的结构图。图中，1为LoRa图像传感器，2为微控制器，3为LoRa射频模块，4为第一通信接口，5为PCB板，6为第二通信接口，7为电源，8为电压检测模块，9为指示灯，10为外部存储器，11为感光元件，12为模拟信号处理器，13为信号采样模块，14为数字信号存储模块，15为RS485接口，16为射频天线，17为螺纹孔，18为LoRa网关。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-2所示，LoRa图像采集传输系统，包括LoRa图像传感器1、微控制器2和LoRa射频模块3，LoRa图像传感器1通过第一通信接口4将信号传输给微控制器2，微控制器2还通过第二通信接口6将信号传输给LoRa射频模块3，LoRa图像传感器1用于采集图像信号，图像信号通过微控制器2进行处理后，通过LoRa射频模块3传给LoRa网关18，实现系统的采集和前端传输。LoRa图像传感器1包括感光元件11，感光元件11将图像用于采集图像信号，图像信号传输给模拟信号处理器12进行信号处理，通过模拟信号处理器12对图像信号处理后，转化后的信号进入信号采样模块13内，信号采样模块13对信号进行采样分析，数字信号存储模块14对信号进行存储并通过第一通信接口4传输给微控制器2。本系统的节点适用于物联网系统的图像采集传输，可以代替多种不同类型的传感器来感知各种信号，通过LoRa射频模块3的扩频无线信号传给LoRa网关，实现图像采集传输以备平台进行图像内容的分析。LoRa图像传感器1采用低功耗设计，微控制器2上还连接有电源7，电源7上还配置有电压检测模块8，电压检测模块8用于检测电源7是否欠压，实现实时操控。微控制器2上还连接有指示灯9和外部存储器10，指示灯9用于指示微控制器2的运行状态，外部存储器10用于对微控制器2的数据进行存储。第一通信接口4为CAM总线，第二通信接口6为SPI总线，SPI总线是一种高速、全双工且同步的通信总线，并且在芯片管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB板5的布局上节省空间，具有简单易用的特性。微控制器2上还连接有RS485接口15，RS485接口15增加了一个通讯接口。LoRa射频模块3布置有射频天线16，射频天线16将数据传输给LoRa网关18，LoRa网关18射频通信模块接收LoRa图像传输系统发来的数据，在系统内部做差错校验和完整性检测以后，把正确的完整数据转发给云服务器，LoRa网关18同时担任服务器发来的数据转发给LoRa图本文档来自技高网...

【技术保护点】
LoRa图像采集传输系统，其特征在于，包括LoRa图像传感器（1）、微控制器（2）和LoRa射频模块（3），所述LoRa图像传感器（1）通过第一通信接口（4）与微控制器（2）进行信号传输，微控制器（2）还通过第二通信接口（6）与LoRa射频模块（3）进行信号传输；所述LoRa图像传感器（1）包括感光元件（11），感光元件（11）与模拟信号处理器（12）之间进行信号传输，模拟信号处理器（12）与信号采样模块（13）之间进行信号传输，信号采样模块（13）与数字信号存储模块（14）之间进行信号传输，数字信号存储模块（14）通过第一通信接口（4）与微控制器（2）进行信号传输；所述微控制器（2）上还连接有电源（7），电源（7）上还配置有电压检测模块（8）；所述微控制器（2）上还连接有指示灯（9）和外部存储器（10）。

【技术特征摘要】
1.LoRa图像采集传输系统，其特征在于，包括LoRa图像传感器（1）、微控制器（2）和LoRa射频模块（3），所述LoRa图像传感器（1）通过第一通信接口（4）与微控制器（2）进行信号传输，微控制器（2）还通过第二通信接口（6）与LoRa射频模块（3）进行信号传输；所述LoRa图像传感器（1）包括感光元件（11），感光元件（11）与模拟信号处理器（12）之间进行信号传输，模拟信号处理器（12）与信号采样模块（13）之间进行信号传输，信号采样模块（13）与数字信号存储模块（14）之间进行信号传输，数字信号存储模块（14）通过第一通信接口（4）与微控制器（2）进行信号传输；所述微控制器（2）上还连接有电源（7），电源（7）上还配置有电压检测模块（8）；所述微控制器（2）上还连接有指示灯（9）和外部存储器（10）。2.根据权利要求1所述的LoRa图像采集传输系统，其特征在于，所述第一通信接口（4）为CAM总线，第二通信接口（6）为SPI总线。3.根据权利要求2所述的LoRa图像采集传输系统，其特征在于，所述微控制器（2）上还连接有RS485接口（15）。4.根据权利要求3所述的L...

【专利技术属性】
技术研发人员：路晓明，
申请(专利权)人：路晓明，
类型：发明
国别省市：山西,14