在线低功耗无线余氯传感器制造技术

本实用新型专利技术属于无线通信数据采集技术领域，具体涉及一种低功耗扩频通信技术在水质监测中的集成应用；具体技术方案为：在线低功耗无线余氯传感器，包括LoRa网关和与LoRa终端节点，LoRa终端节点上的两个铂电极和一个参比电极组成一个微电池测量系统，测量时，在两个铂电极的测量端保持一个稳定电位势，不同的被测成份在该电位势下产生不同的、线性良好的电流强度，终端MCU检测通过连接在参比电极线路中的电阻电压来计算压力数据，并将计算后的数据通过LoRa终端模块发送至LoRa网关，LoRa接收模块接收LoRa终端节点发来的数据，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端数据服务器。

On line low power wireless residual chlorine sensor

The utility model belongs to the technical field of wireless communication data acquisition, in particular to a low power integrated application of spread spectrum communication technology in monitoring of water quality; the specific technical scheme: Online low power wireless sensor including LoRa gateway and residual chlorine, LoRa terminal and LoRa terminal nodes, node two platinum electrode and a reference electrode the system composed of a micro measurement battery measurement, maintain a stable potential in measuring two platinum electrode end, different measured components produce different current intensities, good linearity in the potential, the terminal MCU detected by connecting the reference resistor voltage electrode circuit to calculate the pressure the data, and the calculated data by the LoRa terminal module to the LoRa gateway, LoRa receiver module LoRa to the terminal node data, do error checking in the internal system and end After the integrity test, the correct complete data is forwarded to the cloud data server.

【技术实现步骤摘要】
在线低功耗无线余氯传感器
本技术属于无线通信数据采集
，具体涉及一种低功耗扩频通信技术在水质监测中的集成应用。
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、相对其它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的需求。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。目前市面上的余氯传感器主要分两种，一种是操作台式的，测量之后直接在显示屏上显示测量值，但不具有在线功能；另一种是测量电极与二次仪表配套使用，电极测量二次仪表通过处理测量信号，将测量值输出至显示屏或者4-20mA或者Modbus对外传送数据。若要实现在线功能，还需要另加采集和网络通讯设备，才能将余氯数据传送至互联网。其中，每一个环节不论远近都需要电缆导线，数据采集设备和网络通讯设备都需要220V供电，此种方式有结构复杂、造价高、运营成本高和维护量大等诸多问题。
技术实现思路
为解决现有技术存在的成本低、传输距离近和高功耗的技术问题，本技术提供了一种应用在水质监测中的余氯参数采集装置，成本低，功耗低，传输距离远。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：在线低功耗无线余氯传感器，包括LoRa网关和与LoRa网关连接的LoRa终端节点。LoRa网关包括微控制单元，微控制单元上的R端口、T端口通过数据线与LoRa接收模块连接，LoRa接收模块与多个LoRa终端节点无线连接，微控制单元的A端口、B端口通过数据线与LTE模块连接，LTE模块通过互联网模块与云端数据服务器连接。LoRa接收模块接收来自多个LoRa终端节点的数据，LoRa接收模块将数据依次发送至互联网模块、云端数据服务器，云端数据服务器将回送的数据反馈至微控制单元内，微控制单元对回送数据进行处理后，再通过LoRa接收模块将回送数据播送出去。LoRa终端节点包括终端MCU、参比电极和两个铂电极，一个铂电极通过第一数据线与终端MCU连接，另一个铂电极通过第二数据线与终端MCU连接，参比电极通过第三数据与终端MCU连接，第二数据线与第三数据线之间并联有电阻，终端MCU的R端口、T端口通过终端SPI总线与LoRa终端模块连接，LoRa终端模块与LoRa接收模块无线连接。两个铂电极和一个参比电极组成一个微电池测量系统，测量时，在两个铂电极的测量端保持一个稳定电位势，不同的被测成份在该电位势下产生不同的、线性良好的电流强度。终端MCU检测通过连接在参比电极线路中的电阻电压来计算压力数据，并将计算后的数据通过LoRa终端模块发送至LoRa网关。LoRa接收模块接收LoRa终端节点发来的数据，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端数据服务器，LoRa网关同时担任将云端数据服务器发来的数据转发给LoRa终端节点。LoRa接收模块通过LoRaWAN与多个LoRa终端节点通信，采用LoRa扩频通信技术，LoRa网关与LoRa终端节点之间最远可达3-10公里的通信距离，多个LoRa终端节点与LoRa网关之间采用星型拓扑结构，同时，LoRa终端节点可以在不同的LoRa网关之间无缝漫游通信，采用此通信模式，延时小，更好地提高了通信实时性。LTE模块通过2G/3G/4G通信网络与互联网模块连接，相对于传统的物理通信，通信距离远，通信设备少，无需配置大功率的供电系统，维护成本低。微控制单元通过接收端SPI总线与LoRa接收模块连接,接收端SPI总线是一种高速、全双工、同步的通信总线，布局空间小。微控制单元通过UART与LTE模块连接,UART是一种异步收发传输器，它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换，并在微控制单元与LTE模块之间实现双向信号传输。其中，作为优选的，微控制单元为32位微控制单元。本技术与现有技术相比，具体有益效果体现在：低成本：产品集成数据采集、数据处理和数据传输三个部分，只需使用一个产品即可实现将数据在线发送的功能。LoRa终端节点与LoRa网关组合整体系统利用LoRa扩频通信技术，实现了LoRa终端节点数据到云端数据服务器的采集。LoRa终端节点数据通过LoRa网关接入互联网模块，每个LoRa网关可以接入多达5000个LoRa终端节点，只需要一条互联网接入通道，很大程度地节约了终端采集器的成本。远距离通信：LoRa终端节点使用LoRa扩频通信技术，LoRa终端节点与LoRa网关之间最远可达3-10公里的通信距离，多个LoRa终端节点和LoRa网关之间采用星型拓扑结构，同时，LoRa终端节点可以在不同的LoRa网关之间无缝漫游通信，采用此通信模式延时小，更好地提高了通信实时性。低功耗：LoRa终端节点采用低功耗设计，采用单节18650磷酸铁电池供电，内置超强休眠机制，睡眠电流可低至10uA级，一节2300MA电池可以使用5-10年。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为图1中LoRa终端节点的结构示意图。图3为LoRa终端节点的元器件布局图。图中，1为LoRa网关，2为LoRa终端节点，11为微控制单元，12为LoRa接收模块，13为LTE模块，14为互联网模块，15为云端数据服务器，16为接收端SPI总线，17为UART，21为终端MCU，22为参比电极，23为铂电极，24为第一数据线，25为第二数据，26为第三数据，27为终端SPI总线，28为LoRa终端模块，29为电阻，101为基板，102为LoRa天线，103为螺纹孔，104为电源模块，105为欠压检测模块，106为外部存储器。具体实施方式为了使本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技术，并不用于限定本技术。如图1-2所示，在线低功耗无线余氯传感器，包括LoRa网关1和与LoRa网关1连接的LoRa终端节点2；LoRa网关1包括微控制单元11，微控制单元11上的R端口、T端口通过数据线与LoRa接收模块12连接，LoRa接收模块12与多个LoRa终端节点2无线连接，微控制单元11的A端口、B端口通过数据线与LTE模块13连接，LTE模块13通过互联网模块14与云端数据服务器15连接。LoRa接收模块12接收来自多个LoRa终端节点2的数据，LoRa接收模块12将数据依次发送至互联网模块14、云端数据服务器15，云端数据服务器15将回送的数据反馈至微控制单元11内，微控制单元11对回送数据进行处理后，再通过LoRa接收模块12将回送数据播送出去。LoRa终端节点2包括终端MCU21、参比电极22和两个铂电极23，一个铂电极23通过第一数据线24与终端MCU21连接，另一个铂电极23通过第二数据25线与终端MCU21连接，参比电极22通过第二数据25与终端MCU21连接，第二数据25线与第三数据26线之间并联有电阻，终端MCU21的R端口、T端口通过终端SPI总线27与LoRa终端模块28连接，LoR本文档来自技高网...

【技术保护点】
在线低功耗无线余氯传感器，其特征在于，包括LoRa网关（1）和与LoRa网关（1）连接的LoRa终端节点（2）；所述LoRa网关（1）包括微控制单元（11），微控制单元（11）上的R端口、T端口通过数据线与LoRa接收模块（12）连接，LoRa接收模块（12）与多个LoRa终端节点（2）无线连接，微控制单元（11）的A端口、B端口通过数据线与LTE模块（13）连接，LTE模块（13）通过互联网模块（14）与云端数据服务器（15）连接；所述LoRa终端节点（2）包括终端MCU（21）、参比电极（22）和两个铂电极（23），一个铂电极（23）通过第一数据线（24）与终端MCU（21）连接，另一个铂电极（23）通过第二数据（25）线与终端MCU（21）连接，参比电极（22）通过第三数据（26）与终端MCU（21）连接，第二数据（25）线与第三数据（26）线之间并联有电阻（29），终端MCU（21）的R端口、T端口通过终端SPI总线（27）与LoRa终端模块（28）连接，LoRa终端模块（28）与LoRa接收模块（12）无线连接。

【技术特征摘要】
1.在线低功耗无线余氯传感器，其特征在于，包括LoRa网关（1）和与LoRa网关（1）连接的LoRa终端节点（2）；所述LoRa网关（1）包括微控制单元（11），微控制单元（11）上的R端口、T端口通过数据线与LoRa接收模块（12）连接，LoRa接收模块（12）与多个LoRa终端节点（2）无线连接，微控制单元（11）的A端口、B端口通过数据线与LTE模块（13）连接，LTE模块（13）通过互联网模块（14）与云端数据服务器（15）连接；所述LoRa终端节点（2）包括终端MCU（21）、参比电极（22）和两个铂电极（23），一个铂电极（23）通过第一数据线（24）与终端MCU（21）连接，另一个铂电极（23）通过第二数据（25）线与终端MCU（21）连接，参比电极（22）通过第三数据（26）与终端MCU（21）连接，第二数据（25）线与第三数据（26）线之间并联有电阻（29），终端MCU（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：路跃，李雷，
申请(专利权)人：山西三凡信息工程有限公司，
类型：新型
国别省市：山西,14