基于Lora技术的无线开关控制器制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于Lora的开关控制器，包括无线射频单元、MCU单元、开关量检测单元、开关量控制单元、模拟量检测单元、模数转换单元、复位电路、指示灯单元、天线单元、电源单元、低电检测电路。MCU单元用于处理各方传递过来的各种信息；无线射频单元为无线信号传输单元，用于接收无线数据或向外发送MCU电路传递的数据；开关量检测单元为外接继电器开关量的输入单元；模拟量检测单元为外接传感器的模拟量输入单元；模数转换单元用于模拟量信息转换为数字量信息；低电检测电路用于在电源电压低于设置阈值时生成中断信号，用户可根据中断信号进行处理。该设备具备结构简单、低功耗、传输距离远、传输稳定、组网快捷、即插即用等优点。

Wireless switch controller based on Lora Technology

The utility model provides a switching controller based on Lora, which comprises a radio frequency unit, a MCU unit, a switching quantity detection unit, a switching quantity control unit, an analog quantity detection unit, an analog-to-digital conversion unit, a reset circuit, an indicator light unit, an antenna unit, a power supply unit and a low-current detection circuit. The MCU unit is used to process all kinds of information transmitted by all parties; the radio frequency unit is a wireless signal transmission unit for receiving wireless data or transmitting data transmitted by MCU circuit; the switching quantity detection unit is an input unit for switching quantity of external relay; and the analog quantity detection unit is an analog quantity input sheet of external sensor. The analog-to-digital conversion unit is used to convert analog information into digital information, and the low-current detection circuit is used to generate interrupt signal when the power supply voltage is lower than the set threshold, and the user can process the interrupt signal according to the interrupt signal. The device has the advantages of simple structure, low power consumption, long transmission distance, stable transmission, fast networking, plug and play.

【技术实现步骤摘要】
基于Lora技术的无线开关控制器
本技术属于无线信号传输
，具体涉及一种基于Lora技术的开关控制器。
技术介绍
传统继电器控制系统想要进行一个控制行为，需要用导线将各种指令输入设备(控制开关、控制按钮、传感器等)与若干中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的具有一定逻辑的控制电路相连接，然后通过输出设备(接触网、电磁阀等执行元件)去控制被控对象关闭或运行，在这种控制系统中，控制要求的传递必须通过控制电路的硬接线来完成。因此，虽然其结构简单易懂，在工业控制领域中被长期广泛使用，但因其维护难度大、成本高、功能单一、接线复杂、通用性和灵活性差，已愈来愈不能满足现代社会中复杂多变的控制要求，也不适应现代社会智能化，易用性的普遍需求。长期以来，想要提高无线射频通信距离最常用的方法就是提高发射功率，但这样就会带来更高的能耗。SemTech公司在2013年推出的LoRa射频技术，采用了扩频调制技术，可以在同等的功耗下取得更远的通信距离。本产品即是基于Lora射频技术所技术的一种低功耗，远距离的无线开关控制设备。传统模式下，弱电控制系统施工，需要在建筑内布施大量的数据传输导线，施工难度、成本高，且后期维护难度大，耗费人力物力，比如一些高档写字楼、高档酒店、商场、机场等，对装修的要求非常高，很多建筑设计对电路的铺设都有很大的限制，而且一旦需要对线路进行维护或者修改规划，都需要承担很大的维护成本。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供一种基于Lora技术的无线开关控制器，通过该产品可对现存的弱电控制系统进行改进，以无线的方式来实现对各终端设备的检测和控制。具体而言，本技术提供了以下技术方案：一种基于Lora技术的无线开关控制器，其包括无线射频单元、MCU电路、开关量检测单元、模拟量检测单元、开关量控制单元、模数转换单元、复位电路、指示灯单元、天线单元。所述MCU电路与开关量检测单元、开关量控制单元、数模转换单元、复位芯片单元、天线单元、指示灯单元相连，用于处理各单元传递过来的数据；所述无线射频单元与MCU电路、天线单元相连，用于无线数据传递；所述开关量检测单元、开关量控制单元与外接继电器相连，用于检测、控制继电器；所述模拟量检测单元与外接传感器相连，用于检测外接传感器信息。优选地，所述无线射频单元，包括发送机单元、寄存器单元、接收机单元，Lora调制解调器单元，FSK/OOK调制解调器单元，其中发送机单元用于无线发送MCU电路处理完成的数据；寄存器单元包含113个寄存器，用于暂存不同的数据或代码；接收机单元用于接收无线数据，两种调制解调器分别用于不同模式下的数据调制解调。优选地，无线射频单元采用Lora调制解调单元，该单元采用线性调频扩频调制技术和前向纠错技术，这种技术既可以扩大无线通讯链路的覆盖范围，又增强了链路的稳定性。通过调整扩频因子和纠错率这两种变量，从而在带宽占用、数据速率、链路预算改善以及抗干扰性之间达到更好的平衡。优选地，所述Lora调制解调器单元、FSK/OOK调制解调器单元，所述Lora调制解调器单元用于调制所述接收机单元接收到的数据，或是调制所述MCU电路传递来的数据；所述FSK/OOK调制解调器单元包括FSK解调器和OOK解调器，用于不同频率的载波来传送数字信号。优选地，所述发送机单元包括、频率合成单元、射频功率放大单元。所述频率合成单元包含晶体振荡器、RC振荡器、PLL单元，用于产生高准确度和稳定度的扫频输出信号；优选地，所述Lora调制解调器单元，采用扩频调制技术和前向纠错技术。与传统技术相比，这种技术既可以扩大无线通讯链路的覆盖范围，又增强了链路的稳定性。通过调整扩频因子和纠错率这两种变量，从而在带宽占用、数据速率、链路预算改善以及抗干扰性之间达到更好的平衡。优选地，FSK/OOK调制解调器单元包括FSK解调器和OOK解调器；所述FSK解调器用于是用不同频率的载波来传送数字信号，具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。所述OOK调节解调器用于将RSSI输出与阈值进行对比。优选地，所述晶体振荡器是无线信号管理单元的主要时间参考源，用作PLL频率合成的时间参考及所有数字处理的时钟信号，晶体振荡器启动时间取决于所用晶体参考源的电气特性，该晶体通过两个引脚与皮尔斯振荡器相连。优选地，所述RC振荡器在低功耗睡眠状态下，顶级定序器的所有定时操作全部依赖于内部低功率RC振荡器的精度。该振荡器在器件上电时会自动校准，无需用户介入。优选地，所述PLL单元以晶体振荡器电路作为参考。对该启动时间进行优化并在振荡器信号稳定时自动触发PLL。优选地，所述射频功率放大单元，用于放大射频信号；所述寄存器单元包含多个寄存器，用于暂存不同的数据或代码，优选所述寄存器单元包含113个寄存器。优选地，所述接收机单元，该接收机在接收到传送来的电磁信号后，经过频率合成单元处理后会模拟执行数字转化过程。接收机还能进行自动增益校准，从而提高了RSSI测量精度。优选地，所述开关量检测单元，由光耦元件、上拉电阻、限流电阻、端子模块组成。所述开关量检测单元用于检测由外接继电器设备传入的输入开关量，将输入开关量转换为MCU芯片所识别的开关量信号，传递给MCU芯片；所述光耦元件用于对所检测的输入开关量与传递给MCU芯片的开关量信号进行隔离，保障与检测模块相连的MCU等集成电路正常运行。优选地，所述开关量控制单元，用于将MCU电路传递而来的控制信号转化为开关量传递给外界继电器，以达到控制继电器的目的。外接继电器可以连接各种设备终端，包括中央空调系统，灯光系统，门禁系统等。优选地，所述模拟量检测单元，用于检测外接传感器传来的模拟信号，外接传感器包括温度传感器，湿度传感器，烟雾报警器等。所述模拟量检测单元将检测到的传感器模拟信号传递给模数转换单元。优选地，所述模数转换单元，用于将从传感器或继电器所传来的模拟量信号转换为数字量信号，传递给MCU芯片；所述模数转换单元，是在连接变化的模拟量与离散的数字量之间进行转换，模拟量转换为数字量；所述模数转换单元模拟信号经带限滤波，采样保持电路，变为阶梯形状信号，然后通过编码器变为二进制码的数字量；所述模数转换单元用于将从传感器或继电器所传来的模拟量信号转换为数字量，并传递给MCU芯片；所述功放芯片将对应的数字量电信号成倍放大，保障数据正常回传。优选地，所述复位芯片单元，包括复位电路、计数器；所述复位芯片单元，通过一个引脚与MCU电路相连，电路通电时、MCU芯片由于干扰造成程序跑飞而陷入死循环状态时或者计数器计满溢出时，计数器会归零，系统复位。优选地，采用标准配置的220VAC/2A电源适配器，内置反相保护和过压保护，为了适应复杂的应用环境，提高系统的工作稳定性，本技术采用了先进的电源技术，用户可采用标准配置的220VAC/2A电源适配器给本产品供电。当用户采用外加电源给本产品供电时，必须保证电源的稳定性，并保证电源功率大于10W以上。推荐使用标配的220VAC/2A电源。优选地，天线单元接口为SMA阴头插座，接口防雷保护，安全性高。优选地，所述指示灯单元CY-LR-100提供十个指示灯，包括一个电源指示灯，一个信号控制反馈灯，八个DO通道通断状态指示灯，可呈现继电器终端1～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Lora技术的无线开关控制器，其特征在于，所述开关控制器包括无线射频单元、MCU电路、开关量检测单元、模拟量检测单元、开关量控制单元、模数转换单元、复位电路、指示灯单元、天线单元、电源单元；所述MCU电路与开关量检测单元、开关量控制单元、模数转换单元、复位芯片单元、天线单元、指示灯单元相连，用于处理各单元传递过来的数据；所述无线射频单元与MCU电路、天线单元相连，用于无线传递数据；所述开关量检测单元、开关量控制单元与外接继电器相连，用于检测、控制继电器；所述模拟量检测单元与外接传感器相连，用于检测传感器信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于Lora技术的无线开关控制器，其特征在于，所述开关控制器包括无线射频单元、MCU电路、开关量检测单元、模拟量检测单元、开关量控制单元、模数转换单元、复位电路、指示灯单元、天线单元、电源单元；所述MCU电路与开关量检测单元、开关量控制单元、模数转换单元、复位芯片单元、天线单元、指示灯单元相连，用于处理各单元传递过来的数据；所述无线射频单元与MCU电路、天线单元相连，用于无线传递数据；所述开关量检测单元、开关量控制单元与外接继电器相连，用于检测、控制继电器；所述模拟量检测单元与外接传感器相连，用于检测传感器信息。2.根据权利要求1所述的开关控制器，其特征在于，所述无线射频单元，包括发送机单元、寄存器单元、接收机单元，Lora调制解调器单元，FSK/OOK调制解调器单元，其中发送机单元用于无线发送MCU电路处理完成的数据；寄存器单元包含多个寄存器，用于暂存不同的数据或代码；接收机单元用于接收无线数据，两种调制解调器分别用于不同模式下的数据调制解调。3.根据权利要求2所述的开关控制器，其特征在于，所述Lora调制解调器单元用于调制所述接收机单元接收到的数据，或者调制所述MCU电路传递来的数据；所述FSK/OOK调制解调器单元包括FSK解调器和OOK解调器，用于不同频率的载波来传送数字信号。4.根据权利要求2所述的开关控制器，其特征在于，所述发送机单元包括频率合成单元、射频功率放大单元；所述频率合成单元包含晶体振荡器、RC振荡器、PLL单元，用于产生高准确度和稳定度的扫频输出信号。5.根据权利要求3所述的开关控制器，其特征在于，所述Lora调制解调器单元，采用扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈磊，
申请(专利权)人：沈磊，
类型：新型
国别省市：北京,11