[实用新型]一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统

说明书

本实用新型公开了一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，属于扩展传输技术，本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及扩展传输技术领域，具体地说是一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统。

背景技术

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总线带宽数据传输速度；

(二)、如何扩展了无线数据采集的范围；

(三)、如何实现低带宽下高负载接入，进而有效避免人员定位、瓦斯等其他需频繁上报数据通信碰撞；

(四)、当前移动终端设备在现场必须通过网络访问地面服务器才能获取现场环境参数和设备信息，在没有以太网、wifi、4G、3G等基于IP的网络时，没有办法获取实时的监控信息，具有很强的局限性。

发明内容

本实用新型的技术任务是提供一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，来解决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、如何扩展了无线数据采集的范围、如何实现低带宽下高负载接入，进而有效避免人员定位、瓦斯等其他需频繁上报数据通信碰撞以及如何消除监控信息传输的局限性的问题。

本实用新型的技术任务是按以下方式实现的，基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，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；其中，主控制器内置有CAN控制器一和CAN控制器二；其中，CAN控制器一连接CAN收发器一，CAN控制器二连接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。

作为优选，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。