[发明专利]一种基于LORA的单通道同步信息采集系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于LORA的单通道同步信息采集系统及方法，该系统用于同步采集电力系统内各传感器数据，包括1个LORA网关和至少1个LORA传感器，所述LORA网关及LORA传感器均采用单通道节点型LORA芯片，LORA网关用于触发LORA传感器的同步采集，并接收各传感器上传的采样数据；所述LORA传感器用于接收LORA网关同步采集指令并进行数据采集，并向网关发送采样数据；所述同步采集方法包括：利用LORA提供的前导唤醒机制，触发各LORA传感器同步采样，由各传感器依照既定规则依次上传数据。本发明解决了传统的基于LORA技术的轮询式无线采集方案无法实现传感器同步采集及轮询周期长的问题，同时避免了多通道网关型节点LORA芯片的成本高和功耗大的问题。

技术领域

本发明属于电力系统泛在物联技术领域，涉及一种基于LORA的单通道同步信息采集系统及方法。

背景技术

随着物联网技术在我国的蓬勃发展，国家电网公司提出了建设“泛在电力物联网”的发展目标，南方电网公司也提出了建设“透明电网”的发展目标，两者都以物联网技术为依托和重要的技术发展路线。自2019年起，电力泛在物联技术在全国电力企业及相关研究机构中如火如荼地开展起来。

物联网技术以传感器技术、通信技术、嵌入式技术为核心技术，其中通信技术又是实现“物联”的关键技术。LORA技术作为低功耗、长传输距离的无线技术，对实现万物物联的“最后一公里”具有重要意义，近年来也得到了广泛应用，尤其在低功耗物联网技术和产业领域。

LORA技术发射功耗一般在150mA以下，静态功耗一般小于2uA，扩频因子为12的情况下，空旷条件下，最远传输距离可以达到10km以上，非常适合用于电池供电、传输距离较长、传输频率较低、传输报文较短的物联网场合。

目前LORA芯片主要有两种：SX12XX系列的单通道节点型芯片：SX13XX系列的多通道网关型芯片。因此，基于LORA的传感器采集系统，一般也有以下两种实现方式：

方式一：网关、传感器节点均采用SX12XX系列芯片。获取采样数据时，由网关节点按照传感器节点地址顺序，一问一答，依次轮询获取。这种实现方式获取的采样数据，每个传感器的数据时标都不同，无法获得同一时间断面下的采样数据，即无法实现同步采集，且为了避免信道冲突，轮询每个节点间隔时间都需要有效控制，导致总体轮询周期缓慢。用户对历史数据进行比对分析时，也会因各采样点的时标不统一，对分析结果的科学性和有效性产生影响。

方式二：网关采用SX13XX系列多通道网关型芯片，传感器采用SX12XX系列芯片。SX13XX系列目前最大支持8路通道同时传输数据，因此，在传感器节点数量不多的情况下，可以实现同步采样。一旦超过8路，就需要网关做相关的冲突解决策略和同步策略，研发成本会随之上升。同时SX13XX系列芯片的价格较SX12XX系列芯片的价格差距极大，一般采购渠道的差价都要超过10倍，因此，这种实现方式的系统总体成本较高，不利于产品和技术的推广。

发明内容

发明目的：为了克服传统的基于LORA技术的轮询式无线采集方案无法实现传感器同步采集及轮询周期长的问题，同时避免了多通道网关型节点LORA芯片的成本高和功耗大的问题，提供了一种基于LORA的单通道同步信息采集系统及方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的基于LORA的单通道同步信息采集系统，该系统包括单通道节点型LORA芯片构成的1个LORA网关和至少1个LORA传感器，所述LORA网关与所述LORA传感器无线连接。

进一步地，所述LORA网关包括第一数据处理单元和第一LORA通信单元，两个单元之间数据交互，所述第一数据处理单元用于执行LORA协议；所述LORA传感器包括传感单元、第二数据处理单元和第二LORA通信单元；所述第二数据处理单元分别与第二LORA通信单元、传感单元连接，用于获取传感单元采集的传感数据，执行LORA协议；其中，第一LORA通信单元和第二LORA通信单元数据交互。