一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统及方法，属于扩展传输技术，本发明专利技术要解决的技术问题为如何提高矿井巷道内无线传输的抗干扰性以及CAN总线带宽数据传输速度，采用的技术方案为：其结构包括传输分站和至少一个采集器，传输分站与采集器之间以及采集器与采集器之间通过CAN总线进行数据的连接通信；采集器包括主控制器、副控制器、CAN收发器一、CAN收发器二、Flash存储模块和至少一个LoRa模块；主控制器通过串口连接副控制器；主控制器通过CAN总线分别连接CAN收发器一和CAN收发器二；主控制器通过SPI连接Flash存储模块；副控制器通过串口分别连接LoRa模块。本发明专利技术还公开了一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统及方法
本专利技术涉及扩展传输
，具体地说是一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统及方法。
技术介绍
由于矿井巷道内情况十分复杂，巷道中有钢轨、支架、风门、照明线和动力电缆等，巷道壁凹凸不平、纵横交错、拐弯抹角，在这样一个复杂的有限空间中，无线电波的传播和自由空间与地面大不一样。在矿井巷道的无线电波传输距离一般情况下会衰减到地面的五分之一左右。因此矿井巷道的无线采集设备的部署密度要比地面部署多很多，故矿井巷道内无线采集设备部署成本较高。为了将矿井中的数据通过工业以太网上传到地面服务器，需要具备IP功能的分站设备，但由于矿井中光纤布线施工的复杂和普通双绞线传输距离的限制，不可能大量的部署IP功能的分站设备，为了满足现场工业控制的需要，一般采用分站加上总线网络的方式进行现场布置。在同等传输距离的情况下，总线数据传输速率是线上挂载的设备数成反比，若直接采用分站加上多个采集器挂载总线的方式，会影响数据的传输速率，大大降低系统的及时性。故现有技术中矿井巷道内无线传输存在如下问题：(一)、如何提高矿井巷道内无线传输的抗干扰性以及CAN总线带宽数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，该采集系统包括传输分站和至少一个采集器，传输分站与采集器之间以及采集器与采集器之间通过CAN总线进行数据的连接通信；采集器包括主控制器、副控制器、CAN收发器一、CAN收发器二、Flash存储模块和至少一个LoRa模块；主控制器通过串口连接副控制器；主控制器通过CAN总线分别连接CAN收发器一和CAN收发器二；主控制器通过SPI连接Flash存储模块，Flash存储模块用于存储定位信息和系统命令；副控制器通过串口分别连接LoRa模块，LoRa模块用于搭建LoRa无线传感网络，接收人员定位设备发送的区域定位信息和精确定位信息。

【技术特征摘要】
1.基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，该采集系统包括传输分站和至少一个采集器，传输分站与采集器之间以及采集器与采集器之间通过CAN总线进行数据的连接通信；采集器包括主控制器、副控制器、CAN收发器一、CAN收发器二、Flash存储模块和至少一个LoRa模块；主控制器通过串口连接副控制器；主控制器通过CAN总线分别连接CAN收发器一和CAN收发器二；主控制器通过SPI连接Flash存储模块，Flash存储模块用于存储定位信息和系统命令；副控制器通过串口分别连接LoRa模块，LoRa模块用于搭建LoRa无线传感网络，接收人员定位设备发送的区域定位信息和精确定位信息。2.根据权利要求1所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述CAN收发器一引出CAN总线接口一，CAN总线接口一接入CAN总线的监控网络中，接收CAN收发器一下的各种传感器信息。3.根据权利要求1或2所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述CAN收发器二引出CAN总线接口二，CAN总线接口二用于接入CAN总线，通过点对点连接的方式连接采集器，实现LoRa无线覆盖范围的增加。4.根据权利要求3所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述LoRa模块设置有七个，七个LoRa模块分配信道0到信道6七个信道，通过七个信道并通过分频分时的方式增加LoRa无线网络的负载能力。5.根据权利要求4所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述采集器还包括电源模块，电源模块分别电连接主控制器、副控制器、LoRa模块、CAN收发器一和CAN收发器二为其供电。6.根据权利要求5所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述LoRa模块上设置有天线，电源模块采用LDO芯片和DC-DC芯片。7.根据权利要求6所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述主控制器和副控制器均采用STM32F407芯片，LoRa模块采用的E32-TTL-100LoRa芯片，CAN收发器一和CAN收发器二均采用TD321DCANH芯片，Flash存储模块采用容量为128MB的W25Q128B芯片，LDO芯片采用AMS1117-3.3，DC-DC芯片采用LM2596T-5.0/NOPB。8.基于CAN和LoRa的级联扩展采集方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、采集器缓冲转发下级采集器上传以及上级采集器或传输分站下发的CAN通讯帧；S2、CAN收发器一和CAN收发器二接收数据处理和缓冲转发，具体如下：S201、定义CAN收发器一连接上级采集器或传输分站，CAN收发器二连接下级采集器，主控制器为CAN收发器一和CAN收发器二开辟两个数据缓冲空间，并采取同样的数据处理策略；S202、对于发送给本机的数据通讯帧或广播通讯帧，由后台数据处理应用系统进行处理；S203、接收到一个CAN通讯帧之后，会将CAN通讯帧按13个字节进行缓冲存储，主控制器在内存中分别开辟两个深度为1000的环形队列缓冲区，通过三个计数值来标识当前队列中的有效数据数、当前写入数据的地址、当前读取数据的地址；在环形队列缓冲区中有效数据数不为0时，主控制器会通过后台应用系统一条一条的转发出去；S3、采集器动态管理LoRa无线终端设备进行无线通信时采用的信道和时隙坐标的方法，具体步骤如下：S301、采集器通过副...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锐，孙华晨，李华青，
申请(专利权)人：山东精诚电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37