无线采集器、包括该无线采集器的控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及公路隧道照明控制领域，公开了一种无线采集器、包括该无线采集器的控制系统及控制方法，以方便有效地实现对现场设备的状态采集，实施成本低；本发明专利技术的无线采集器包括电源模块、控制器、用于与外部主机进行无线通信的LoRa无线模块、用于与现场设备进行数据传输的串口通信模块、开关量输出模块以及用于采集现场设备信息的采集组件；电源模块与控制器相连，控制器分别与LoRa无线模块、串口通信模块、开关量输出模块以及采集组件相连。

Wireless collector, control system and control method including wireless collector

【技术实现步骤摘要】
无线采集器、包括该无线采集器的控制系统及控制方法
本专利技术涉及公路隧道照明控制领域，尤其涉及一种无线采集器、包括该无线采集器的控制系统及控制方法。
技术介绍
随着我国高速公路的快速发展和城镇建设的加快，隧道照明和城镇道路照明迅猛增加，所需传感设备、通风设备等现场设备也逐渐增加。现场设备的状态是隧道照明和城镇道路照明控制系统的重要组成部分，现有传统的隧道照明和城镇道路照明控制系统中，现场设备的状态检测大部分都采用有线方式与上层控制器连接，这种通讯方式需要敷设较多线缆、布线复杂，施工和维护难度大，需要大量人力物力；此外，信号长距离传输，导线内阻较大，传输过程中检测信号容易受到干扰，降低检测的准确性。近年来，随着物联网技术的发展，已经有许多短距离、低数据速率和低功耗的无线传感器在许多领域广泛应用。然而，对于隧道照明而言，隧道内环境相对恶劣，而且有许多特长隧道。现有功能简单、通讯方式单一的无线传感器所存在的远距离与低功耗矛盾日益凸显，不适用于隧道照明。随着城镇道路的发展，也难以满足城镇道路和企业内部区域智慧照明的要求。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种无线采集器、包括该无线采集器的控制系统及控制方法，本专利技术至少能解决上述的一个或者多个技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种无线采集器，包括：电源模块、控制器、用于与外部主机进行无线通信的LoRa无线模块(LongRangeRadio，远距离无线传输模块)、用于与现场设备进行数据传输的串口通信模块、开关量输出模块、以及用于采集现场设备信息的采集组件；所述电源模块与所述控制器相连，所述控制器分别与所述LoRa无线模块、所述串口通信模块、所述开关量输出模块以及所述采集组件相连。优选地，所述采集组件包括与现场设备连接的开关量输入状态采集模块，所述开关量输入状态采集模块包括由二极管D2和二极管D3串联组成的限压电路，所述二极管D3的负极与所述二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极与3.3V电源连接，所述二极管D3的正极接地；所述开关量输入状态采集模块还包括由电阻R11和电容C9串联组成的第一外围电路，所述第一外围电路与所述限压电路并联，所述电阻R11与所述二极管D2的负极连接，所述电容C9与所述二极管D3的正极连接，所述二极管D3的负极上还连接有电阻R12，所述电阻R12的一端与控制器的Kin3引脚相连，所述电阻R12的另一端与接线端子P3的KIn+引脚相连。优选地，所述采集组件还包括与现场设备连接的模拟电流采集模块，所述模拟电流采集模块包括由二极管D5和二极管D6串联组成的限压电路，所述二极管D5的正极与所述二极管D6的负极连接，所述二极管D5的负极与3.3V电源连接，所述二极管D6的正极接地；所述模拟电流采集模块还包括与所述二极管D6并联的电阻R18和电容C15，所述电阻R18的一端通过电阻R16连接至所述二极管D6的负极，所述电阻R18的另一端与所述二极管D6的正极连接，所述电阻R16的一端连接至控制器的Ain2引脚，所述电阻R16的另一端与接线端子P4的In+引脚相连。优选地，所述采集组件还包括与现场设备连接的模拟电压采集模块，所述模拟电压采集模块包括由二极管D7和二极管D8串联组成的限压电路，所述二极管D7的正极与所述二极管D8的负极相连，所述二极管D7的负极与3.3V电源连接，所述二极管D8的正极接地；所述模拟电压采集模块还包括与所述二极管D8并联的电阻R25和电容C19，所述电阻R25的第一端通过电阻R23连接至所述二极管D8的负极，所述电阻R25的第二端与所述二极管D8的正极连接，所述电阻R25的第一端还与电阻R24的一端连接，所述电阻R24的另一端与接线端子P5的Vin+引脚相连，所述电阻R23的一端连接至控制器的Ain4引脚。优选地，所述采集器还包括外部看门狗模块，所述外部看门狗模块与所述控制器相连。优选地，所述电源模块包括用于将市电转为12V直流电压的第一电源模块、用于将所述12V直流电压转为3.3V直流电压的第二电源模块、以及用于将所述12V直流电压转为5V直流电压的第三电源模块，所述第一电源模块与开关量输出模块连接，所述第二电源模块与所述控制器连接，所述第三电源模块与所述串口通信模块连接。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种包括上述无线采集器的照明控制系统，所述照明控制系统还包括：主机，用于产生采集指令，并将所述采集指令发送给无线协调器；还用于接收来自无线协调器的反馈信息；所述无线协调器，用于接收来自所述主机的采集指令，分析所述采集命令是否与所述无线采集器相关，若是，则将所述采集指令发送给所述无线采集器执行相应动作；所述无线协调器还用于接收来自所述无线采集器的反馈信息，并将所述反馈信息发送给所述主机；所述无线协调器与所述主机之间为总线式串行通信。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种应用于上述照明控制系统的控制方法，包括以下步骤：S1：主机产生采集指令发送给无线协调器；S2：无线协调器判断所述采集指令是否与无线采集器相关，若是，则将所述采集指令发送给无线采集器执行相应动作。优选地，所述采集指令为数据透传指令、开关量状态采集指令、模拟电流采集指令、模拟电压采集指令、开关量输出指令、或者修改节点网络参数指令中的任一种；当所述采集指令为数据透传指令时，无线采集器通过所述串口通信模块获取现场设备的透传数据，并将所述透传数据反馈给所述无线协调器；当所述采集指令为开关量状态采集指令、模拟电流采集指令、或者模拟电压采集指令时，无线采集器通过采集组件采集现场设备的反馈信息，并将所述反馈信息发送给所述无线协调器；当所述采集指令为开关量输出指令时，所述无线采集器通过所述开关量输出模块控制现场设备电源开通或者关闭；当所述采集指令为修改节点网络参数指令时，所述无线采集器根据所述采集指令在线修改自身网络参数，修改完成后自动重启，并将重启信息反馈给所述无线协调器。优选地，所述采集组件包括开关量输入状态模块、模拟电流采集模块、以及模拟电压采集模块；当所述采集指令为开关量状态采集指令时，所述无线采集器通过开关量状态采集模块采集现场设备的开关量状态信息，并将所述开关量状态信息发送给所述无线协调器；当所述采集指令为模拟电流采集指令时，所述无线采集器通过所述模拟电流采集模块采集现场设备的电流信息，并将所述电流信息反馈给所述无线协调器；当所述采集指令为模拟电压采集指令时，所述无线采集器通过所述模拟电压采集模块采集现场设备的电压信息，并将所述电压信息反馈给所述无线协调器。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的无线采集器，通过控制器控制采集组件采集现场设备信息，采集组件采用的电路，通过电阻电容等元器件构成采集电路，结构设计简单，免去了现有电路采用ADC芯片或者其他采样电路的复杂，更贴合实际应用的电流电压检测电路，可以更准确的采集现场设备的相关信息，使用方便实施成本低。本专利技术提供的包括上述无线采集器的控制系统，采用LoRa扩频技术进行无线传输，传输距离远，抗干扰能力强，能快速有效地实现数据采集、远程通信和数据转发。本专利技术提供的应用于上述控制系统的控制方法，可以在线修改无线采集器的网络参数，组网灵活，针对于隧道复杂环境的适应能力强。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线采集器，其特征在于，包括：电源模块、控制器、用于与外部主机进行无线通信的LoRa无线模块、用于与现场设备进行数据传输的串口通信模块、开关量输出模块、以及用于采集现场设备信息的采集组件；所述电源模块与所述控制器相连，所述控制器分别与所述LoRa无线模块、所述串口通信模块、所述开关量输出模块以及所述采集组件相连。

【技术特征摘要】
1.一种无线采集器，其特征在于，包括：电源模块、控制器、用于与外部主机进行无线通信的LoRa无线模块、用于与现场设备进行数据传输的串口通信模块、开关量输出模块、以及用于采集现场设备信息的采集组件；所述电源模块与所述控制器相连，所述控制器分别与所述LoRa无线模块、所述串口通信模块、所述开关量输出模块以及所述采集组件相连。2.根据权利要求1所述的无线采集器，其特征在于，所述采集组件包括与现场设备连接的开关量输入状态采集模块，所述开关量输入状态采集模块包括由二极管D2和二极管D3串联组成的限压电路，所述二极管D3的负极与所述二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极与3.3V电源连接，所述二极管D3的正极接地；所述开关量输入状态采集模块还包括由电阻R11和电容C9串联组成的第一外围电路，所述第一外围电路与所述限压电路并联，所述电阻R11与所述二极管D2的负极连接，所述电容C9与所述二极管D3的正极连接，所述二极管D3的负极上还连接有电阻R12，所述电阻R12的一端与控制器的Kin3引脚相连，所述电阻R12的另一端与接线端子P3的KIn+引脚相连。3.根据权利要求1或2所述的无线采集器，其特征在于，所述采集组件还包括与现场设备连接的模拟电流采集模块，所述模拟电流采集模块包括由二极管D5和二极管D6串联组成的限压电路，所述二极管D5的正极与所述二极管D6的负极连接，所述二极管D5的负极与3.3V电源连接，所述二极管D6的正极接地；所述模拟电流采集模块还包括与所述二极管D6并联的电阻R18和电容C15，所述电阻R18的一端通过电阻R16连接至所述二极管D6的负极，所述电阻R18的另一端与所述二极管D6的正极连接，所述电阻R16的一端连接至控制器的Ain2引脚，所述电阻R16的另一端与接线端子P4的In+引脚相连。4.根据权利要求1-3任一所述的无线采集器，其特征在于，所述采集组件还包括与现场设备连接的模拟电压采集模块，所述模拟电压采集模块包括由二极管D7和二极管D8串联组成的限压电路，所述二极管D7的正极与所述二极管D8的负极相连，所述二极管D7的负极与3.3V电源连接，所述二极管D8的正极接地；所述模拟电压采集模块还包括与所述二极管D8并联的电阻R25和电容C19，所述电阻R25的第一端通过电阻R23连接至所述二极管D8的负极，所述电阻R25的第二端与所述二极管D8的正极连接，所述电阻R25的第一端还与电阻R24的一端连接，所述电阻R24的另一端与接线端子P5的Vin+引脚相连，所述电阻R23的一端连接至控制器的Ain4引脚。5.根据权利要求1所述的无线采集器，其特征在于，所述采集器还包括外部看门狗模块，所述外部看门狗模块与所述控制器相连。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟志强，周华妹，李端峰，周华安，何湘桂，罗峰笑，
申请(专利权)人：湖南沛科交通工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43