CN107886692B - 一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯*** - Google Patents
一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN107886692B CN107886692B CN201711042634.3A CN201711042634A CN107886692B CN 107886692 B CN107886692 B CN 107886692B CN 201711042634 A CN201711042634 A CN 201711042634A CN 107886692 B CN107886692 B CN 107886692B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor node
- lora
- sensor
- microcontroller
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,包括服务器、LoRa网关以及配置于每个生物工程设备的传感器节点,每个传感器节点中各个生物传感器分别通过信号采集模块与微控制器连接,各个传感器节点的微控制器分别通过连接的LoRa无线收发模块与LoRa网关通讯连接,LoRa网关与服务器通讯连接,相邻传感器节点共享连接一个EPROM。本发明现场无须复杂布线,无线信号传输距离远可实现大规模长距离组网,并具有成本低、抗干扰能力强的优点,以及数据传输稳定性和可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程领域,具体是一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***。
背景技术
近年来,随着科学技术的进步,生物工程方向的技术发展也越来越迅速,在生物工程中需利用高效且合适的传感器网络***来监控产品的质量。目前大部分的生物工程企业在生产过程中,还是采用工控机(或PLC)+总线架构传感器的方式(如RS485总线)实现,少部分先进的国外企业在生物传感器组网方面使用了蓝牙mesh组网的方式,这两种过程分析测量***的组网架构均存在相应的问题。但是以“无线传感组网”代替“有线传感组网”正在得到广大生物企业越来越多的重视,是行业发展趋势。
LoRa是一种新型的基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术(Long Range,简称LoRa),使用线性调频扩频调制技术,融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术,拥有前所未有的性能,因此可采用LoRa组建生物工程传感器网络***,目前尚没有基于LoRa的生物工程传感器网络***。
发明内容 本发明的目的是提供一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,以解决目前没有基于LoRa的生物工程传感器网络***的问题。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,其特征在于:包括服务器、LoRa网关,以及配置于每个生物工程设备的传感器节点,每个传感器节点分别包括微控制器、LoRa无线收发模块、信号采集模块及对应的生物工程设备中的各个生物传感器,每个传感器节点中各个生物传感器分别通过信号采集模块与微控制器连接,每个传感器节点中LoRa无线收发模块分别接入微控制器,各个传感器节点的微控制器分别通过连接的LoRa无线收发模块与LoRa网关通讯连接,LoRa网关与服务器通讯连接,相邻传感器节点的微控制器内部的CPU共享连接一个EPROM,由EPROM实现相邻传感器节点中微控制器的通讯连接;
每个传感器节点中各个生物传感器的信号传送至信号采集模块,由信号采集模块转换成相应数据并传送至微控制器,由微控制器内部的存储模块存储,每个传感器节点中微控制器还通过LoRa无线收发模块将数据发送至LoRa网关,最后由LoRa网关将数据发送至服务器;
LoRa网关向各个传感器节点发送广播信号,每个传感器节点接收广播信号后分别产生应答信号并传送至LoRa网关,若某个传感器节点的LoRa无线收发模块出现异常,该异常传感器节点中微控制器将各个生物传感器的数据传送至与相邻正常传感器节点共享连接的EPROM,同时LoRa网关无法收到该异常传感器节点的应答信号,则LoRa网关向该异常传感器节点相邻的正常传感器节点发送控制信号,由该异常传感器节点相邻的正常传感器节点访问共享连接的EPROM以获取异常传感器节点中各个传感器的数据,最后由该异常传感器节点相邻的正常传感器节点将异常传感器节点的各个传感器数据发送至LoRa网关。
所述的一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,其特征在于:每个传感器节点中,微控制器为超低功耗微控制器STM32L151。
所述的一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,其特征在于:每个传感器节点中,LoRa无线收发模块为LoRa模块SX1278。
所述的一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,其特征在于:LoRa网关为微电脑主板Raspberry Pi及其连接LoRa模块SX1301构成的全双工LoRa网关,微电脑主板Raspberry Pi连接有4G模块或以太网模块,微电脑主板Raspberry Pi通过4G模块或以太网模块与服务器通讯连接。
所述的一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,其特征在于:所述服务器为云服务器。
所述的一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,其特征在于:正常传感器节点优先将本传感器节点中各个生物传感器数据发送至LoRa网关后,再将相邻异常传感器节点的各个生物传感器数据发送至LoRa网关。
本发明以生物工程每个设备中各个传感器构建传感器节点,各个传感器节点基于LoRa组网并通过LoRa网关与服务器通讯连接,与传统的总线架构传感器网络***和蓝牙mesh组网相比,现场无须复杂布线,无线信号传输距离远可实现大规模长距离组网,并具有成本低、抗干扰能力强的优点。
本发明中,相邻传感器节点共享一个EPROM,实现相邻传感器节点中微控制器的通讯连接,当其中一个传感器节点中LoRa无线收发模块通讯出现异常时,可用另一个正常的传感器节点传送异常传感器节点中各个生物传感器的数据,因此本发发明具有数据传输稳定性和可靠性高的优点。
附图说明
图1为本发明***结构框图。
具体实施方式
如图1所示,一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,包括服务器、LoRa网关,以及配置于每个生物工程设备的传感器节点,每个传感器节点分别包括微控制器、LoRa无线收发模块、信号采集模块及对应的生物工程设备中的各个生物传感器,每个传感器节点中各个生物传感器分别通过信号采集模块与微控制器连接,每个传感器节点中LoRa无线收发模块分别接入微控制器,各个传感器节点的微控制器分别通过连接的LoRa无线收发模块与LoRa网关通讯连接,LoRa网关与服务器通讯连接,相邻传感器节点的微控制器内部的CPU共享连接一个EPROM,由EPROM实现相邻传感器节点中微控制器的通讯连接;
每个传感器节点中各个生物传感器的信号传送至信号采集模块,由信号采集模块转换成相应数据并传送至微控制器,由微控制器内部的存储模块存储,每个传感器节点中微控制器还通过LoRa无线收发模块将数据发送至LoRa网关,最后由LoRa网关将数据发送至服务器;
LoRa网关向各个传感器节点发送广播信号,每个传感器节点接收广播信号后分别产生应答信号并传送至LoRa网关,若某个传感器节点的LoRa无线收发模块出现异常,该异常传感器节点中微控制器将各个生物传感器的数据传送至与相邻正常传感器节点共享连接的EPROM,同时LoRa网关无法收到该异常传感器节点的应答信号,则LoRa网关向该异常传感器节点相邻的正常传感器节点发送控制信号,由该异常传感器节点相邻的正常传感器节点访问共享连接的EPROM以获取异常传感器节点中各个传感器的数据,最后由该异常传感器节点相邻的正常传感器节点将异常传感器节点的各个传感器数据发送至LoRa网关。
每个传感器节点中,微控制器为超低功耗微控制器STM32L151。
每个传感器节点中,LoRa无线收发模块为LoRa模块SX1278。
LoRa网关为微电脑主板Raspberry Pi及其连接LoRa模块SX1301构成的全双工LoRa网关,微电脑主板Raspberry Pi连接有4G模块或以太网模块,微电脑主板RaspberryPi通过4G模块或以太网模块与服务器通讯连接。
服务器为云服务器。
正常传感器节点优先将本传感器节点中各个生物传感器数据发送至LoRa网关后,再将相邻异常传感器节点的各个生物传感器数据发送至LoRa网关。
Claims (1)
1.一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯***,其特征在于:包括服务器、LoRa网关,以及配置于每个生物工程设备的传感器节点,每个传感器节点分别包括微控制器、LoRa无线收发模块、信号采集模块及对应的生物工程设备中的各个生物传感器,每个传感器节点中各个生物传感器分别通过信号采集模块与微控制器连接,每个传感器节点中LoRa无线收发模块分别接入微控制器,各个传感器节点的微控制器分别通过连接的LoRa无线收发模块与LoRa网关通讯连接,LoRa网关与服务器通讯连接,相邻传感器节点的微控制器内部的CPU共享连接一个EPROM,由EPROM实现相邻传感器节点中微控制器的通讯连接;每个传感器节点中各个生物传感器的信号传送至信号采集模块,由信号采集模块转换 成相应数据并传送至微控制器,由微控制器内部的存储模块存储,每个传感器节点中微控 制器还通过LoRa无线收发模块将数据发送至LoRa网关,最后由LoRa网关将数据发送至服务 器;LoRa网关向各个传感器节点发送广播信号,每个传感器节点接收广播信号后分别产生 应答信号并传送至LoRa网关,若某个传感器节点的LoRa无线收发模块出现异常,该异常传 感器节点中微控制器将各个生物传感器的数据传送至与相邻正常传感器节点共享连接的 EPROM,同时LoRa网关无法收到该异常传感器节点的应答信号,则LoRa网关向该异常传感器 节点相邻的正常传感器节点发送控制信号,由该异常传感器节点相邻的正常传感器节点访 问共享连接的EPROM以获取异常传感器节点中各个传感器的数据,最后由该异常传感器节 点相邻的正常传感器节点将异常传感器节点的各个传感器数据发送至LoRa网关;
每个传感器节点中,微控制器为超低功耗微控制器STM32L151;
每个传感器节点中,LoRa无线收发模块为LoRa模块SX1278;
LoRa网关为微电脑主板Raspberry Pi及其连接LoRa模块SX1301构成的全双工LoRa网关,微 电脑主板Raspberry Pi连接有4G模块或以太网模块,微电脑主板Raspberry Pi通过4G模块 或以太网模块与服务器通讯连接;
所述服务器为云服务器;
正常传感器节点优先将本传感器节点中各个生物传感器数据发送至LoRa网关后,再将相邻 异常传感器节点的各个生物传感器数据发送至LoRa网关。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711042634.3A CN107886692B (zh) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711042634.3A CN107886692B (zh) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107886692A CN107886692A (zh) | 2018-04-06 |
CN107886692B true CN107886692B (zh) | 2020-08-25 |
Family
ID=61782954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711042634.3A Active CN107886692B (zh) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107886692B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108667924B (zh) * | 2018-04-18 | 2020-04-28 | 大连理工大学 | 一种提供边缘计算服务的网关设备建立方法 |
CN108809616A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-13 | 杭州盈飞驰科技有限公司 | 一种基于LoRaWAN网关的全双工多通道数据传输装置及控制方法 |
CN109060182B (zh) * | 2018-07-24 | 2020-08-18 | 罗孚电气(厦门)有限公司 | 电缆导体温度监测方法及装置、云服务器、和电缆导体温度监测*** |
CN109587023A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-05 | 万能 | 一种LoRa自组网方法及*** |
CN109586976A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-05 | 万能 | 一种LoRa服务器 |
CN110933634A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-27 | 深圳大学 | 基于LoRa通信的物联网*** |
CN112309100A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-02 | 广东电网有限责任公司 | 数据采集方法、装置、计算机设备及存储介质 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102054344A (zh) * | 2009-10-27 | 2011-05-11 | 西安迅腾科技有限责任公司 | 基于无线传感器网络的草坪环境监测***及其监测方法 |
CN101832152B (zh) * | 2010-06-13 | 2012-09-19 | 哈尔滨工业大学 | 具有重组功能的wsn矿井安全监测***的井下事故监测方法 |
US9292569B2 (en) * | 2012-10-02 | 2016-03-22 | Oracle International Corporation | Semi-join acceleration |
CN103136911B (zh) * | 2013-01-25 | 2015-01-07 | 北京硕人时代科技股份有限公司 | 一种基于后备冗余数据的低功耗在线采集***和采集方法 |
WO2014209394A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fault tolerance for persistent main memory |
CN104683169A (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 北京赛迪电子***测评实验室有限公司 | 一种物联网监听*** |
WO2015099730A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | Intel Corporation | Sharing memory and i/o services between nodes |
CN105652883A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-06-08 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种单板模块化高可靠性的无人机自驾仪 |
CN105703952B (zh) * | 2016-03-02 | 2019-04-26 | 湖南方心科技有限公司 | 网络故障监测方法及装置 |
CN106126346B (zh) * | 2016-07-05 | 2019-02-26 | 东北大学 | 一种大规模分布式数据采集***及方法 |
CN106371349A (zh) * | 2016-08-01 | 2017-02-01 | 深圳市唯传科技有限公司 | 基于LoRa技术的液体流量传感器数据采集***和方法 |
CN206135980U (zh) * | 2016-09-30 | 2017-04-26 | 深圳市唯传科技有限公司 | 基于LoRa的监护*** |
CN106452478B (zh) * | 2016-10-21 | 2018-12-21 | 何怡刚 | 一种用于健康状态实时监测的LoRa无线射频通信装置 |
CN106993035A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-28 | 山东省科学院能源研究所 | 一种基于LoRa技术的智能沼气监测*** |
-
2017
- 2017-10-30 CN CN201711042634.3A patent/CN107886692B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107886692A (zh) | 2018-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107886692B (zh) | 一种生物工程用传感器LoRa无线网络通讯*** | |
CN205212860U (zh) | 一种单总线通讯模块 | |
CN207319431U (zh) | 一种基于NB-IoT的智能抄表*** | |
CN203275397U (zh) | 农田水质监测器 | |
CN106413058B (zh) | 应用于tms疏水阀无线检测***的无线电低功耗传输模块 | |
CN202334922U (zh) | 大范围无线监测传感装置 | |
CN202872835U (zh) | 可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置 | |
CN203324982U (zh) | 一种现场总线与现场终端设备的无线通信*** | |
CN101923316A (zh) | 一种混合h2/h∞鲁棒模糊跟踪控制算法 | |
CN204859572U (zh) | 一种用于养殖或种植业的控制*** | |
CN204117345U (zh) | 一种工业无线传感网*** | |
CN207249898U (zh) | 在线低功耗无线ph值传感器 | |
CN202269026U (zh) | 无线传感器网络监测装置 | |
CN202900245U (zh) | 一种石油钻井参数记录*** | |
CN101580075B (zh) | 一种分布式铁路微机监测采集*** | |
CN201203798Y (zh) | 一种分布式铁路微机监测采集*** | |
Xiangyin et al. | ZigBee based wireless networked smart transducer and its application in supervision and control system for natural gas gate station | |
Rojek et al. | Iot-based real-time monitoring system for a smart energy house | |
CN204856876U (zh) | 一种无线氨气检测*** | |
CN202694117U (zh) | 一种嵌入式远程测控装置 | |
CN202696645U (zh) | 模块化的通道化以太网网关 | |
CN202215298U (zh) | 煤矿井下物联网无线传输式监测子站 | |
CN202696918U (zh) | 无线网关 | |
CN221077704U (zh) | 智能大坝传感器监测*** | |
CN203689122U (zh) | 一种基于传感器的信息采集*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |