一种基于LORA的数据采集传输系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于LORA的数据采集传输系统，包括主控MCU模块和与其相连的电源电路、模拟量采集单元、数字量采集单元；还包括LORA模块、LORA网关和监控中心，主控MCU模块与LORA模块通过SPI通讯，所述LORA模块，用于将所述数据转换为LORA数据后，将所述LORA数据发送至所述LORA网关；所述LORA网关，用于接收所述LORA数据，并将所述LORA数据转换为流量数据后发送至所述监控中心。本实用新型专利技术的有益效果在于：1、该系统中的电源以及数据采集都加了隔离，实现了被测信号与系统的电气隔离，增强了抗干扰能力，可以在复杂的现场环境中运用并能可靠运行；2、该系统将LORA通讯技术应用到煤矿井下，可以通过无线通讯将现场数据更加方便、快捷的传输到监控中心。

A data acquisition and transmission system based on LORA

The utility model relates to a data acquisition and transmission system based on LORA, which comprises a main control MCU module and a power circuit connected with it, an analog acquisition unit and a digital acquisition unit, and also includes a LORA module, a LORA gateway and a monitoring center. The main control MCU module communicates with the LORA module through SPI, and the LORA module is used for the above-mentioned. After the data is converted into LORA data, the LORA data is sent to the LORA gateway for receiving the LORA data and transmitting the LORA data to the monitoring center. The utility model has the following beneficial effects: 1. The power supply and the data acquisition in the system are separated, which realizes the electrical isolation between the measured signal and the system, enhances the anti-interference ability, and can be used in the complex field environment and run reliably; 2. The system applies the LORA communication technology to the underground coal mine, and can be used. Through wireless communication, the field data can be transmitted to the monitoring center more conveniently and quickly.

【技术实现步骤摘要】
一种基于LORA的数据采集传输系统
本技术属于计算机数据采集领域，尤其涉及一种基于LORA的数据采集传输系统。
技术介绍
目前煤矿井下现场数据的采集传输还是主要靠有线传输，在复杂的环境下，需要布置大量的电缆，信号之间容易产生干扰。且防爆产品由于其应用环境复杂，对设备的稳定运行有更高的要求，数据采集模块没有加上隔离，无法实现采集单元与主回路之间无电气连接，单元出现故障会破坏设备其他单元，可靠性差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种基于LORA的数据采集传输系统，该系统将LORA通讯技术应用到煤矿井下，可以通过无线通讯将现场数据更加方便、快捷的传输到监控中心，可应用于防爆变频器、防爆SVG等产品的数据采集，并可实现无线传输功能。本技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：一种基于LORA的数据采集传输系统，包括主控MCU模块2和与其相连的电源电路1、模拟量采集单元3、数字量采集单元4，所述电源电路1用于给主控MCU模块2、模拟量采集单元3、数字量采集单元4供电，模拟量采集单元3采集现场传感器的数据经过处理后传送到主控MCU模块2；数字量采集单元4采集现场的数字量数据经过处理后传送给主控MCU模块2；其特征在于：还包括LORA模块5、LORA网关6和监控中心7，主控MCU模块2与LORA模块5相连接的，主控MCU模块2与LORA模块5通过SPI通讯，所述LORA模块5，用于将所述现场传感器的数据、现场的数字量数据转换为LORA数据后，将所述LORA数据发送至所述LORA网关6；所述LORA网关6，用于接收所述LORA数据，并将所述LORA数据转换为流量数据后发送至所述监控中心7；监控中心7用于查看模拟量采集单元3、数字量采集单元4采集的相关数据信息。所述的电源电路1包括EMI滤波器和与其相连的变压器，所述EMI滤波器包括共模电感，电源电路采用了变压器隔离，使其输出与输入没有直接连接，提高了抗干扰能力，减少了外部电源对该模块的冲击电流，也保证了本模块发生故障时不会影响到其他单元，提高了设备的可靠性。电源电路还采用了具有共模电感的EMI滤波器滤波作用，隔离了本模块与外线间的干扰，提高了本模块的可靠性。所述的主控MCU模块2包括单片机及其外围电路；或者数字信号处理器DSP及其外围电路；或者现场可编程门阵列FPGA及其外围电路。所述的模拟量采集单元3包括电压模拟量采集单元、电流模拟量采集单元和/或温度模拟量采集单元。所述的电流模拟量采集单元包括电压传感器31、信号调理电路34、采样保持器35、A/D转换电路36、微处理器37，所述电压传感器31的输出端与所述信号调理电路34的输入端连接，所述信号调理电路34的输出端与所述采样保持器35的输入端连接，所述采样保持器35的输出端与所述A/D转换电路36连接，所述A/D转换电路36的输出端与微处理器37连接，微处理器37通过外设接口连接至主控MCU模块2，所述微处理器37用于采集A/D转换电路输出的数字信号，所述主控MCU模块2用于接收所述微处理器37输出的数据并进行处理。所述的电压模拟量采集单元包括电流传感器32、信号调理电路34、采样保持器35、A/D转换电路36、微处理器37，所述电流传感器32的输出端与所述信号调理电路34的输入端连接，所述信号调理电路34的输出端与所述采样保持器35的输入端连接，所述采样保持器35的输出端与所述A/D转换电路36连接，所述A/D转换电路36的输出端与微处理器37连接，微处理器37通过外设接口连接至主控MCU模块2，所述微处理器37用于采集A/D转换电路输出的数字信号，所述主控MCU模块2用于接收所述微处理器37输出的数据并进行处理。所述的温度模拟量采集单元包括温度传感器33、信号调理电路34、采样保持器35、A/D转换电路36、微处理器37，所述温度传感器33的输出端与所述信号调理电路34的输入端连接，所述信号调理电路34的输出端与所述采样保持器35的输入端连接，所述采样保持器35的输出端与所述A/D转换电路36连接，所述A/D转换电路36的输出端与微处理器37连接，微处理器37通过外设接口连接至主控MCU模块2，所述微处理器37用于采集A/D转换电路输出的数字信号，所述主控MCU模块2用于接收所述微处理器37输出的数据并进行处理。传感器把待测的非电量转变成数据采集系统能够检测的电信号；从传感器输出的信号必须经过调理才能够连入数据采集板，信号调理包括模拟信号的隔离、衰减、放大、滤波功能；因为ADC完成一次转换需要一定的时间，所以利用采样保持器使模拟信号电压在A/D转换期间保持不变：ADC是将模拟信号转换成数字信号，是整个采集系统的核心，也是影响数据采集系统采样速率和精度的主要因素之一；对于现代数据采集系统，采集量化后的数据速率高而且数量大，微处理无法对数据进行实时处理，因此需对数据进行缓存；微处理器负责管理和控制工作，对采集到的数据进行运算和处理，保持对主控MCU模块2通讯。所述的信号调理电路34包括过压保护电路、差分滤波器、前置放大电路、线性光耦合器。所述的数字量采集单元4包括数字量采集通道，用于采集的开关量信号，与数字量采集通道相连的隔离电路，隔离电路与主控MCU模块2的I/O口连接，数字量采集单元4主要功能是将采集到的开关量信号经信号保持电路和隔离电路后，利用主控MCU模块2的I/O口直接采集。所述的LORA模块5的SPI通讯接口与从主控MCU模块2的SPI通讯接口连接，LORA模块5和主控MCU模块2之间采用SPI通讯传输数据。主控MCU模块2将采集到的现场数据经过处理后传输给LORA模块5，然后LORA模块5通过标准的LORAWAN协议将数据传输到监控中心7。一种基于LORA的数据采集传输方法，包括以下步骤：模拟量采集单元3采集现场传感器的数据经过处理后传送到主控MCU模块2；数字量采集单元4采集现场的数字量数据经过处理后传送给主控MCU模块2；主控MCU模块2把接收到的数据处理后，通过LORA模块经过标准的LORAWAN协议传输到LORA网关6然后传送给监控中心7，完成数据的采集。本技术的工作原理：模拟量采集单元采集现场传感器的数据经过处理后传送到主控MCU模块；数字量采集单元采集现场的数字量数据经过处理后传送给主控MCU模块；主控MCU模块把接收到的数据处理后，通过LORA模块经过标准的LORAWAN协议传输到LORA网关然后传送给监控中心，完成数据的采集。本技术的有益效果在于：1、该系统将变频器运行所需要的电压、电流、温度、数字量采集集成到一个板子上，减少了安装体积；2、该系统中的电源以及数据采集都加了隔离，实现了被测信号与系统的电气隔离，增强了抗干扰能力，可以在复杂的现场环境中运用并能可靠运行；3、该系统可广泛应用在电气等设备中用于采集设备本身电压、电流、温度等运行参数，也可应用检测设备；4、采用LORA扩频技术的超远距离无线传输方案，实现了终端现场数据采集到监控中心的传输。现场采集到的数据经过LORA网关接入到公司或一个区域内的系统中，无线传输，减小了现场布线，降低了传输成本。附图说明图1是本技术的系统图；图2是电源电路的电路图；图3是电压模拟量采集单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LORA的数据采集传输系统，包括主控MCU模块（2）和与其相连的电源电路（1）、模拟量采集单元（3）、数字量采集单元（4），所述电源电路（1）用于给主控MCU模块（2）、模拟量采集单元（3）、数字量采集单元（4）供电，模拟量采集单元（3）采集现场传感器的数据经过处理后传送到主控MCU模块（2）；数字量采集单元（4）采集现场的数字量数据经过处理后传送给主控MCU模块（2）；其特征在于：还包括LORA模块（5）、LORA网关（6）和监控中心（7），主控MCU模块（2）与LORA模块（5）相连接的，主控MCU模块（2）与LORA模块（5）通过SPI通讯，所述LORA模块（5），用于将所述现场传感器的数据、现场的数字量数据转换为LORA数据后，将所述LORA数据发送至所述LORA网关（6）；所述LORA网关（6），用于接收所述LORA数据，并将所述LORA数据转换为流量数据后发送至所述监控中心（7）；监控中心（7）用于查看模拟量采集单元（3）、数字量采集单元（4）采集的相关数据信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于LORA的数据采集传输系统，包括主控MCU模块（2）和与其相连的电源电路（1）、模拟量采集单元（3）、数字量采集单元（4），所述电源电路（1）用于给主控MCU模块（2）、模拟量采集单元（3）、数字量采集单元（4）供电，模拟量采集单元（3）采集现场传感器的数据经过处理后传送到主控MCU模块（2）；数字量采集单元（4）采集现场的数字量数据经过处理后传送给主控MCU模块（2）；其特征在于：还包括LORA模块（5）、LORA网关（6）和监控中心（7），主控MCU模块（2）与LORA模块（5）相连接的，主控MCU模块（2）与LORA模块（5）通过SPI通讯，所述LORA模块（5），用于将所述现场传感器的数据、现场的数字量数据转换为LORA数据后，将所述LORA数据发送至所述LORA网关（6）；所述LORA网关（6），用于接收所述LORA数据，并将所述LORA数据转换为流量数据后发送至所述监控中心（7）；监控中心（7）用于查看模拟量采集单元（3）、数字量采集单元（4）采集的相关数据信息。2.如权利要求1所述的一种基于LORA的数据采集传输系统，其特征在于：所述的电源电路（1）包括EMI滤波器和与其相连的变压器，所述EMI滤波器包括共模电感。3.如权利要求1所述的一种基于LORA的数据采集传输系统，其特征在于：所述的主控MCU模块（2）包括单片机及其外围电路；或者数字信号处理器DSP及其外围电路；或者现场可编程门阵列FPGA及其外围电路。4.如权利要求1所述的一种基于LORA的数据采集传输系统，其特征在于：所述的模拟量采集单元（3）包括电压模拟量采集单元、电流模拟量采集单元和/或温度模拟量采集单元。5.如权利要求4所述的一种基于LORA的数据采集传输系统，其特征在于：所述的电流模拟量采集单元包括电压传感器（31）、信号调理电路（34）、采样保持器（35）、A/D转换电路（36）、微处理器（37），所述电压传感器（31）的输出端与所述信号调理电路（34）的输入端连接，所述信号调理电路（34）的输出端与所述采样保持器（35）的输入端连接，所述采样保持器（35）的输出端与所述A/D转换电路（36）连接，所述A/D转换电路（36）的输出端与微处理器（37）连接，微处理器（37）通过外设...

【专利技术属性】
技术研发人员：马刚，苑令华，张继峰，相龙阳，边茂洲，朱洪睿，李倩，邢振，王传会，张朋，
申请(专利权)人：兖州东方机电有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37