基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统和方法，它涉及物联网技术领域。外接式传感器测量被测对象的参数，转换成数字量或模式量发送至LoRa节点采集设备，LoRa节点采集设备将数据转换为LoRa数据后发送至双通道LoRa网关，网关接受LoRa节点采集设备的请求注册，并将LoRa格式数据储存在存储器上，数据转换为互联网格式数据后上传至云端服务器，云端服务器按照通信协议解析成各种被测量参数数值由云端智能分析软件存储分析；智能终端设备读取云端服务器数据，将采集数据按用户需要呈现出来。本发明专利技术安装灵活简单，成本低，周期短，实施难度小，提高精确度和效率，保证已运行楼宇建筑的正常使用。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统和方法
本专利技术涉及的是物联网
，具体涉及基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统和方法。
技术介绍
随着社会节能意识和楼宇数字化管理需求的提升，对新建楼宇建筑及已运行的楼宇建筑都需要将其实时运行数据采集并上传至服务器保存下来，这些数据包括楼宇外环境的温湿度、楼宇内房间的温湿度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度能及为楼宇服务的各种系统的实时运行参数和能耗等，如HVAC暖通空调系统，楼宇照明系统等，将采集的实时数据做为节能控制和环境控制依据，实现楼宇的节能运行及室内环境的安全健康。物联网技术的日趋成熟，使应用在楼宇数据采集中优势非常明显。现有的楼宇数据采集系统都是基于有线传输数据，从传感器到上级采集器需要大量的布线工作，并且传感器要安装设备内部或系统管路内部，安装成本高周期长，维护成本也很高；尤其是对已投入运行的楼宇，需要停机安装，采集HVAC暖通空调系统的流量、压力、温度等参数时，还要把系统中的水全部排空，造成资源和人力的大量浪费，并且影响楼宇的正常运营，在一些24小运行的楼宇建筑中如酒店、医院中更是无法实施；另外，即使花了大量的金钱和时间进行了本地数据采集，也只能将数据显示到位于固定地点的控制室内的上位机上，无法实现数据的互联网+及移动互联化。为了解决传统数据采集系统存在的成本高、周期长、实施难度大，并且影响已运行楼宇建筑的正常使用等问题，设计一种基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据的实时采集系统和方法尤为必要。
技术实现思路
针对现有技术上存在的不足，本专利技术目的是在于提供一种基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统和方法，安装灵活简单，成本低，周期短，实施难度小，提高精确度和效率，保证已运行楼宇建筑的正常使用，易于推广使用。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统，包括外接式传感器、LoRa节点采集设备、双通道LoRa网关、云端服务器、云端智能分析软件及智能终端设备，外接式传感器、LoRa节点采集设备、双通道LoRa网关、云端服务器、云端智能分析软件、智能终端设备依次通信连接，所述外接式传感器包括数字量输出外接式传感器、模拟量输出外接式传感器，用于测量被测对象的参数，并将被测量参数转换成数字量或模式量发送至所述LoRa节点采集设备；所述LoRa节点采集设备分为数字量LoRa节点采集设备、模拟量LoRa节点采集设备，数字量LoRa节点采集设备用于接收由输出被测量参数为数字量的数字量输出外接式传感器采集的参数数据，模拟量LoRa节点采集设备用于接收由输出被测量参数为模拟量的模拟量输出外接式传感器采集的参数数据，并将接收到的数据统一转换为LoRa数据后，将所述的LoRa数据发送至双通道LoRa网关；所述双通道LoRa网关用于接受LoRa节点采集设备的请求注册，并将注册成功的LoRa节点采集设备传来的LoRa格式数据储存在存储器上，按照设定时间将储存好的LoRa数据转换为互联网格式数据后，由GPRS\3G\4G\5G\WIFI\WLAN网络上传至云端服务器，所述云端服务器用于接收并保存所述通信数据，并将通信数据按照通信协议解析成各种被测量参数数值由云端智能分析软件进行存储和分析；所述智能终端设备采用移动端应用APP，定制WEB页的形式读取云端服务器数据，以直观数字和图表化的形式将采集数据按用户需要呈现出来。作为优选，所述的数字量LoRa节点采集设备包括数字串行接口、第一电源模块、第一微处理器、第一LoRa通信模块、第一存储器及第一LoRa收发天线，第一微处理器分别与数字串行接口、第一LoRa通信模块、第一存储器双向通连，第一LoRa通信模块连接有第一LoRa收发天线，第一电源模块分别连接至数字串行接口、第一微处理器、第一LoRa通信模块、第一存储器。所述的数字串行接口用于与数字量输出外接式传感器连接，接收由数字量输出外接式传感器传来的数字信号；所述第一电源模块用于同时为数字串行接口、第一微处理器、第一LoRa通信模块及第一存储器提供电源，电源提供物为可充电式锂电池；所述第一微处理器用于将数字串行接口接收到的由传感器发送的数字信号转化为LoRa格式数据，并将LoRa格式数据存储到第一存储器，并按照第一微处理器内置时钟的时间变量，将LoRa格式数据从所述第一存储器读出，发送给第一LoRa通信模块；所述第一LoRa通信模块用于将从第一微处理器传来的LoRa格式数据转换为LoRa射频信号，并通过第一LoRa收发天线将所述LoRa格式数据以433MHZ的频段发送至双通道LoRa网关。作为优选，所述的模拟量LoRa节点采集设备包括数模(A/D)转换模块、第二电源模块、第二微处理器、第二LoRa通信模块、第二存储器及第二LoRa收发天线，第二微处理器分别与数模(A/D)转换模块、第二LoRa通信模块、第二存储器双向通连，第二LoRa通信模块连接第二LoRa收发天线，第二电源模块分别连接至数模(A/D)转换模块、第二微处理器、第二LoRa通信模块、第二存储器。所述的数模(A/D)转换模块用于将模拟量输出外接式传感器发送的模拟量信号转换为数字量信号；所述第二电源模块用于同时为数模(A/D)转换模块、第二微处理器、第二LoRa通信模块及第二存储器提供电源，电源提供物为可充电式锂电池；所述第二微处理器用于数模(A/D)转换模块接收到的数字信号转化为LoRa格式数据，并将LoRa格式数据存储到第二存储器，并按照第二微处理器内置时钟的时间变量，将LoRa格式数据从第二存储器读出，发送给第二LoRa通信模块；第二LoRa通信模块用于将从第二微处理器传来的LoRa格式数据转换为LoRa射频信号，并通过第二LoRa收发天线将所述LoRa格式数据以433MHZ的频段发送至双通道LoRa网关。作为优选，所述的双通道LoRa网关包括第三微处理器、第三LoRa通信模块、第四LoRa通信模块、第三存储器、互联网无线通信模块、第三电源模块、第三LoRa收发天线、第四LoRa收发天线，第三微处理器分别与第三LoRa通信模块、第四LoRa通信模块、第三存储器、互联网无线通信模块双向通连，第三LoRa通信模块、第四LoRa通信模块、互联网无线通信模块、分别连接有第三LoRa收发天线、第四LoRa收发天线、通信天线，第三电源模块分别连接至第三微处理器、第三LoRa通信模块、第四LoRa通信模块、第三存储器、互联网无线通信模块。所述的第三微处理器用于将第四LoRa通信模块传来的LoRa格式数据转化为互联网格式数据，并将互联网格式数据储存到第三存储器，并按照第三微处理器内置时钟的时间变量，将互联网格式数据从第三存储器读出，发送给互联网无线通信模块；第三LoRa通信模块用于接收LoRa节点采集设备发来的注册信号，并对通过注册的LoRa节点采集设备发送通信许可码；第四LoRa通信模块用于接收通过通信注册许可的所述LoRa节点采集设备发送的LoRa射频信号，并解析出LoRa射频信号中的LoRa格式数据，并将LoRa格式数据发送给第三微处理器；互联网无线通信模块用于通过无线通信网络GPRS\3G\4G\5G\将互联网格式数据发送至云本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统，其特征在于，包括外接式传感器、LoRa节点采集设备、双通道LoRa网关(3)、云端服务器(4)、云端智能分析软件(5)及智能终端设备(6)，外接式传感器、LoRa节点采集设备、双通道LoRa网关(3)、云端服务器(4)、云端智能分析软件(5)、智能终端设备(6)依次通信连接，所述外接式传感器包括数字量输出外接式传感器、模拟量输出外接式传感器，用于测量被测对象的参数，并将被测量参数转换成数字量或模式量发送至所述LoRa节点采集设备；所述LoRa节点采集设备分为数字量LoRa节点采集设备(1)、模拟量LoRa节点采集设备(2)，数字量LoRa节点采集设备(1)用于接收由输出被测量参数为数字量的数字量输出外接式传感器采集的参数数据，模拟量LoRa节点采集设备(2)用于接收由输出被测量参数为模拟量的模拟量输出外接式传感器采集的参数数据，并将接收到的数据统一转换为LoRa数据后，将所述的LoRa数据发送至双通道LoRa网关(3)；所述双通道LoRa网关(3)用于接受LoRa节点采集设备的请求注册，并将注册成功的LoRa节点采集设备传来的LoRa格式数据储存在存储器上，按照设定时间将储存好的LoRa数据转换为互联网格式数据后，由GPRS\3G\4G\5G\WIFI\WLAN网络上传至云端服务器(4)，所述云端服务器(4)用于接收并保存所述通信数据，并将通信数据按照通信协议解析成各种被测量参数数值由云端智能分析软件(5)进行存储和分析；所述智能终端设备(6)采用移动端应用APP，定制WEB页的形式读取云端服务器(4)数据，以直观数字和图表化的形式将采集数据按用户需要呈现出来。...

【技术特征摘要】
1.基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统，其特征在于，包括外接式传感器、LoRa节点采集设备、双通道LoRa网关(3)、云端服务器(4)、云端智能分析软件(5)及智能终端设备(6)，外接式传感器、LoRa节点采集设备、双通道LoRa网关(3)、云端服务器(4)、云端智能分析软件(5)、智能终端设备(6)依次通信连接，所述外接式传感器包括数字量输出外接式传感器、模拟量输出外接式传感器，用于测量被测对象的参数，并将被测量参数转换成数字量或模式量发送至所述LoRa节点采集设备；所述LoRa节点采集设备分为数字量LoRa节点采集设备(1)、模拟量LoRa节点采集设备(2)，数字量LoRa节点采集设备(1)用于接收由输出被测量参数为数字量的数字量输出外接式传感器采集的参数数据，模拟量LoRa节点采集设备(2)用于接收由输出被测量参数为模拟量的模拟量输出外接式传感器采集的参数数据，并将接收到的数据统一转换为LoRa数据后，将所述的LoRa数据发送至双通道LoRa网关(3)；所述双通道LoRa网关(3)用于接受LoRa节点采集设备的请求注册，并将注册成功的LoRa节点采集设备传来的LoRa格式数据储存在存储器上，按照设定时间将储存好的LoRa数据转换为互联网格式数据后，由GPRS\3G\4G\5G\WIFI\WLAN网络上传至云端服务器(4)，所述云端服务器(4)用于接收并保存所述通信数据，并将通信数据按照通信协议解析成各种被测量参数数值由云端智能分析软件(5)进行存储和分析；所述智能终端设备(6)采用移动端应用APP，定制WEB页的形式读取云端服务器(4)数据，以直观数字和图表化的形式将采集数据按用户需要呈现出来。2.根据权利要求1所述的基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统，其特征在于，所述的数字量LoRa节点采集设备(1)包括数字串行接口(101)、第一电源模块(102)、第一微处理器(103)、第一LoRa通信模块(104)、第一存储器(105)及第一LoRa收发天线(106)，第一微处理器(103)分别与数字串行接口(101)、第一LoRa通信模块(104)、第一存储器(105)双向通连，第一LoRa通信模块(104)连接有第一LoRa收发天线(106)，第一电源模块(102)分别连接至数字串行接口(101)、第一微处理器(103)、第一LoRa通信模块(104)、第一存储器(105)。3.根据权利要求2所述的基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统，其特征在于，所述的数字串行接口(101)用于与数字量输出外接式传感器连接，接收由数字量输出外接式传感器传来的数字信号；所述第一电源模块(102)用于同时为数字串行接口(101)、第一微处理器(103)、第一LoRa通信模块(104)及第一存储器(105)提供电源，电源提供物为可充电式锂电池；所述第一微处理器(103)用于将数字串行接口(101)接收到的由传感器发送的数字信号转化为LoRa格式数据，并将LoRa格式数据存储到第一存储器(105)，并按照第一微处理器(103)内置时钟的时间变量，将LoRa格式数据从所述第一存储器(105)读出，发送给第一LoRa通信模块(104)；所述第一LoRa通信模块(104)用于将从第一微处理器(103)传来的LoRa格式数据转换为LoRa射频信号，并通过第一LoRa收发天线(106)将所述LoRa格式数据以433MHZ的频段发送至双通道LoRa网关(3)。4.根据权利要求1所述的基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统，其特征在于，所述的模拟量LoRa节点采集设备(2)包括数模(A/D)转换模块(201)、第二电源模块(202)、第二微处理器(203)、第二LoRa通信模块(204)、第二存储器(205)及第二LoRa收发天线(206)，第二微处理器(203)分别与数模(A/D)转换模块(201)、第二LoRa通信模块(204)、第二存储器(205)双向通连，第二LoRa通信模块(204)连接第二LoRa收发天线(206)，第二电源模块(202)分别连接至数模(A/D)转换模块(201)、第二微处理器(203)、第二LoRa通信模块(204)、第二存储器(205)。5.根据权利要求4所述的基于物联网LoRa通信技术的楼宇运行数据采集系统，其特征在于，所述的数模(A/D)转换模块(201)用于将模拟量输出外接式传感器发送的模拟量...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫磊，张荣华，杨阳，黄清文，
申请(专利权)人：上海时链节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31