一種LoRa基站路由器及基于LoRa基站路由的窄帶物聯網絡系統的制作方法

本發明涉及一種基站路由器及物聯網絡，尤其涉及一種LoRa基站路由器及基于LoRa基站路由的窄帶物聯網絡系統。

背景技術：

LoRa通信技術是Semtech(升特)公司研發的一種超遠距離無線通信技術，其融合了擴頻調制解調、自適應數據傳輸率調整、前向糾錯編碼等技術，具有低功耗、傳輸距離遠等優點。

基站路由器局域網、廣域網廣泛應用設備，它會根據信道的情況自動選擇和設定路由，方便進行多通道通信管理。基站路由器是一種網間連接器，是網絡節點設備與網絡服務器之間的通信橋梁。隨著物聯網技術的不斷發展，連接到物聯網的服務器的節點設備不斷增加。現有的物聯網網關(如NB-IOT、LTE-M、433ISM等)對傳統網絡(如WIFI、3G、4G、GPRS等)的依賴性較高，即現有的物聯網網關與服務器和多個節點設備之間均是通過傳統網絡進行通信的，而由于傳統網絡的傳輸距離較短，能耗較高，導致物聯網的組網較密集，成本較高，且抗干擾能力弱。現有技術的小范圍LoRa物聯網絡，采用網關結構，不能實現多通道并行通信，只能依次通信，這在應用過程中，需要花費大量時間，工作效率不高。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是：構建LoRa基站路由器及基于LoRa基站路由的窄帶物聯網絡系統，克服現有技術物聯網絡傳輸距離短、能耗較高，成本大的技術問題。

本發明的技術方案是：構建一種LoRa基站路由器，包括多個LoRa網關模塊、互聯網信號模塊、微處理器，多個所述LoRa網關模塊并行連接所述微處理器，所述LoRa網關模塊包括信號集中模塊和第一LoRa模塊，所述互聯網信號模塊連接所述微處理器，所述信號集中模塊一端連接所述處理器模塊，所述信號集中模塊另一端連接所述第一LoRa模塊,所述LoRa網關模塊發送和/或接收射頻信號，多個所述LoRa網關模塊與所述微處理器進行LoRa數據交互，所述互聯網信號模塊與所述微處理器進行數據交互并連接互聯網。

本發明的進一步技術方案是：所述第一LoRa模塊包括發送射頻信號的第一射頻信號發送模塊、接收射頻信號的第一射頻信號接收模塊、第一射頻天線、射頻信號處理模塊，所述射頻信號處理模塊連接所述第一射頻信號發送模塊和所述第一射頻信號接收模塊，所述第一射頻信號發送模塊和所述第一射頻信號接收模塊連接所述第一射頻天線。

本發明的進一步技術方案是：所述LoRa網關模塊與所述微處理器通過SPI進行通信。

本發明的進一步技術方案是：所述射頻信號處理模塊包括高頻射頻信號處理模塊和低頻射頻信號處理模塊。

本發明的進一步技術方案是：所述LoRa網關模塊包括多路上行通道和至少一路下行通道。

本發明的技術方案是：構建一種基于LoRa基站路由器的窄帶物聯網絡系統，包括節點設備、帶LoRa模塊的基站路由器、網絡服務器，所述節點設備包括獲取信息的傳感器、第二LoRa模塊，所述基站路由器包括多個LoRa網關模塊、互聯網信號模塊、微處理器，多個所述LoRa網關模塊并行連接所述微處理器，所述互聯網信號模塊連接所述微處理器，多個所述LoRa網關模塊并行連接所述微處理器，所述LoRa網關模塊包括信號集中模塊和第一LoRa模塊，所述互聯網信號模塊連接所述微處理器，所述信號集中模塊一端連接所述處理器模塊，所述信號集中模塊另一端連接所述第一LoRa模塊,所述LoRa網關模塊發送和/或接收射頻信號，多個所述LoRa網關模塊與所述微處理器進行LoRa數據交互，所述互聯網信號模塊與所述微處理器進行數據交互并連接互聯網，所述傳感器模塊采集信息后通過所述第二LoRa模塊傳送到所述LoRa網關模塊,所述LoRa網關模塊接收所述節點設備的信息。

本發明的進一步技術方案是：所述節點設備包括空間定位模塊。

本發明的進一步技術方案是：所述第二LoRa模塊包括第二射頻信號發送模塊、第二射頻天線、第二射頻信號接收模塊。

本發明的進一步技術方案是：所述節點設備在所述多個基站路由器之間漫游。

本發明的進一步技術方案是：所述節點設備與所述基站路由器之間包括通過網狀網絡進行多跳連接。

本發明的進一步技術方案是：還包括移動終端，所述網絡服務器將探測的節點設備信息發送到所述移動終端。

本發明的技術效果是:本發明通過設計LoRa基站路由器，實現多個LoRa網關模塊的并行通信，每個LoRa網關模塊設計多路上行通道和至少一路下行通道，能同時與大量節點設備進行并行通信。本發明專利通過構建基于LoRa基站路由器的窄帶物聯網絡系統，將大量節點設備通過LoRa基站路由器連接到基站，然后將采集的信息上傳到網絡服務器，實現了物聯網絡的通信。本發明專利的物聯網絡系統，采用LoRa基站路由器，傳輸距離遠遠超過傳統物聯網絡，LoRa功耗低，并且節點設備接入量大，對于大型物聯網絡具有絕對優勢。

附圖說明

圖1為本發明LoRa基站路由器的結構示意圖。

圖2為本發明窄帶物聯網絡系統的結構示意圖。

圖3為本發明LoRa網關模塊的結構示意圖。

圖4為本發明第二LoRa模塊的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，對本發明技術方案進一步說明。

如圖1所示，本發明的具體實施方式是：構建一種LoRa基站路由器，包括多個LoRa網關模塊21、互聯網信號模塊22、微處理器23，多個所述LoRa網關模塊21并行連接所述微處理器23，所述LoRa網關模塊21包括信號集中模塊211和第一LoRa模塊212，所述互聯網信號模塊22連接所述微處理器23，所述信號集中模塊211一端連接所述處理器模塊，所述信號集中模塊另一端連接所述第一LoRa模塊212,所述LoRa網關模塊21通過所述第一LoRa模塊212發送和/或接收射頻信號，多個所述LoRa網關模塊21與所述微處理器23進行LoRa數據交互，所述互聯網信號模塊22與所述微處理器23進行數據交互并連接互聯網。

如圖3所示，本發明的具體實施過程是：所述LoRa網關模塊21與所述微處理器23進行LoRa數據交互，所述LoRa網關模塊21與所述微處理器23通過SPI進行通信。所述第一LoRa模塊212包括兩種工作方式，即：所述LoRa網關模塊21發送射頻信號和所述LoRa網關模塊21接收射頻信號。具體實施過程中，所述LoRa網關模塊21接收射頻信號后由所述信號集中模塊211進行信號集中，所述信號集中模塊211將集中后的信號傳送到微處理器23，微處理器23將接收的LoRa數據進行TCP/IP轉換，然后由所述互聯網信號模塊22將轉換后的數據發送出去。所述互聯網信號模塊22與所述微處理器23進行數據交互，所述互聯網信號模塊將接收的數據傳送到所述微處理器23，所述微處理器23將接收的數據轉換為LoRa數據，由所述LoRa網關模塊21發送出去。所述LoRa網關模塊21為多個，可以分別發送和/或接收多個頻段的LoRa數據，所述LoRa網關模塊21包括多路上行通道和至少一路下行通道。

如圖3所示，本發明的優選實施方式是：所述第一LoRa模塊212包括發送射頻信號的第一射頻信號發送模塊2121、接收射頻信號的第一射頻信號接收模塊2122、第一射頻天線2123、射頻信號處理模塊2124，所述射頻信號處理模塊2124連接所述第一射頻信號發送模塊2121和所述第一射頻信號接收模塊2122，所述第一射頻信號發送模塊2121和所述第一射頻信號接收模塊2122連接所述第一射頻天線2123。具體實施例中，所述射頻信號處理模塊2124包括高頻射頻信號處理模塊21241和低頻射頻信號處理模塊21242，射頻信號有一定的頻段，本發明專利中，所述LoRa模塊212可以發送和/或接收高頻射頻信號和低頻射頻信號。多個所述LoRa網關模塊21并行連接所述微處理器23，拓展了射頻信號的適用范圍。

如圖2、圖4所示，本發明的具體實施方式是：構建一種基于LoRa基站路由器的窄帶物聯網絡系統，包括節點設備1、帶LoRa模塊的基站路由器2、網絡服務器3，所述節點設備包括獲取信息的傳感器11、第二LoRa模塊12，所述基站路由器包括包括多個LoRa網關模塊21、互聯網信號模塊22、微處理器23，多個所述LoRa網關模塊21并行連接所述微處理器23，所述LoRa網關模塊21包括信號集中模塊211和LoRa模塊212，所述互聯網信號模塊22連接所述微處理器23，所述信號集中模塊211一端連接所述處理器模塊，所述信號集中模塊另一端連接所述第一LoRa模塊212,所述LoRa網關模塊21發送和/或接收射頻信號，多個所述LoRa網關模塊21與所述微處理器23進行LoRa數據交互，所述互聯網信號模塊22與所述微處理器23進行數據交互并連接互聯網,所述傳感器模塊11采集信息后通過所述第二LoRa模塊12傳送到所述LoRa網關模塊21,所述LoRa網關模塊21的LoRa接收模塊212接收多路所述節點設備1的信息。

如圖2、圖4所示，本發明的具體實施過程是：在所述節點設備1和網絡服務器3之間通過所述基站路由器2進行數據交互，實現遠程數據傳輸。所述傳感器模塊11采集信息后通過通過所述第二LoRa模塊12傳送出去，即，通過所述第二射頻信號發送模塊121和所述第二射頻天線122傳送到所述LoRa網關模塊21。所述第一LoRa模塊212包括發送射頻信號的第一射頻信號發送模塊2121、接收射頻信號的第一射頻信號接收模塊2122、第一射頻天線2123、射頻信號處理模塊2124。所述第一射頻天線2123接收所述第二射頻天線13傳送的射頻信號，所述第一射頻信號接收模塊2122接收該射頻信號后傳送到射頻信號處理模塊2124，由射頻信號處理模塊2124傳送到信號集中模塊211再傳送到微處理器23，由微處理器23轉換后通過互聯網信號模塊22發送到網絡服務器3。反之，網絡服務器3通過互聯網信號模塊發送信息到微處理器23，由微處理器23經信號集中模塊211傳送到射頻信號處理模塊2124，射頻信號處理模塊2124處理后經第一射頻信號發送模塊2121和第一射頻天線2123發送出去，所述第二射頻天線122接收射頻信號傳送到第二射頻信號接收模塊123，到達節點設備1。所述第二LoRa模塊12包括第二射頻信號發送模塊121、第二射頻天線122、第二射頻信號接收模塊123。

如圖2所示，本發明優選實施例中，所述節點設備1包括空間定位模塊，所述空間定位模塊包括GPS空間定位模塊和北斗空間定位模塊中任意一種或兩種。通過空間定位模塊對節點設備1進行空間定位。

如圖2所示，本發明優選實施例中，所述節點設備1在所述多個基站路由器2之間漫游。節點設備1固定設置時，只需要綁定其中一個基站路由器2即可。在連接不上其綁定的基站路由器2時，可以掃描其它基站路由器2，然后進行綁定連接。在節點設備1不固定時，節點設備1移動到新的地方，在新的地方進行掃描連接新的基站路由器2，然后實現連接。

如圖2所示，本發明優選實施例中，所述節點設備1與所述基站路由器2之間包括通過網狀網絡進行多跳連接。所述節點設備1能掃描基站路由器2，在基站路由器2呈網狀網絡布局時，所述節點設備1通過掃描在網狀網絡之間進行多跳連接實現信息傳送。

如圖2所示，本發明優選實施例中，所述互聯網信號模塊22包括WIFI通信單元和3G/4G通信單元。所述互聯網信號模塊22包括：3G/4G通信單元、SIM卡槽、3G/4G收發天線及GPRS收發天線，3G/4G通信單元同時與USB集線器、SIM卡槽、3G/4G收發天線及GPRS收發天線連接。3G/4G通信單元用于將互聯網數據以3G信號、4G信號或GPRS信號的形式發送至互聯網服務器，或用于接收互聯網服務器以3G信號、4G信號或GPRS信號的形式所發送的互聯網數據。

作為本發明一實施例，互聯網信號模塊還包括WIFI通信單元和WIFI收發天線，WIFI通信單元同時與微處理器和WIFI收發天線連接。WIFI通信單元用于將互聯網數據以WIFI信號的形式發送至互聯網服務器，或用于接收互聯網服務器以WIFI信號的形式所發送的互聯網數據。

本發明的技術效果是:本發明專利通過設計LoRa基站路由器2，實現多個LoRa網關模塊21的并行通信，每個LoRa網關模塊21設計多路上行通道和至少一路下行通道，能同時與大量節點設備進行并行通信。本發明專利通過構建基于LoRa基站路由器的窄帶物聯網絡系統，將大量節點設備1通過LoRa基站路由器2連接到基站，然后將采集的信息上傳到網絡服務器3，實現了物聯網絡的通信。本發明專利的物聯網絡系統，采用LoRa基站路由器，傳輸距離遠遠超過傳統物聯網絡，LoRa功耗低，并且節點設備接入量大，對于大型物聯網絡具有絕對優勢。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。