劉以行　許劍銳　謝振漢　薛國威

摘要：對當前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)信息采集方式進行調(diào)查和分析。本系統(tǒng)采用濾波理論和算法，將所需采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。使用STM8L系列單片機結(jié)合LoRa無線技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)低功耗、遠距離的傳輸，同時在終端將數(shù)據(jù)實時存儲到SD卡中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程、連續(xù)、有序地采集。在數(shù)據(jù)傳輸方面設(shè)計了一套高效安全的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤，保證通信系統(tǒng)的安全性。該系統(tǒng)有效實現(xiàn)低功耗遠程A/D數(shù)據(jù)采集，通過高效安全的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議提高系統(tǒng)的可靠性.同時對采集數(shù)據(jù)進行實時存儲，全面提高系統(tǒng)的性能。

關(guān)鍵詞：LoRa；無線數(shù)據(jù)采集：控制系統(tǒng)

0引言

在工業(yè)領(lǐng)域中，往往需要對多個遠程設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集，若仍采用有線連接方式，則會使得布線復雜、成本過高、以及設(shè)備移動不方便。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，在對數(shù)據(jù)設(shè)計構(gòu)建采集測試時，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)和射頻識別RFID技術(shù)進行遠程數(shù)據(jù)采集，則使得設(shè)備有很好移動靈活性，而且數(shù)據(jù)采集的距離也可達到更遠，可對多個設(shè)備輕松有效提供數(shù)據(jù)采集。

目前國外有眾多與LoRa無線數(shù)據(jù)采集技術(shù)相關(guān)的項目，例如可實時顯示停車位分布狀況的停車場監(jiān)控系統(tǒng)、實現(xiàn)無線土壤檢測的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、防止盜獵的南非Kruger國家公園犀牛保護項目等。而就國內(nèi)來看，可看到與LoRa無線數(shù)據(jù)采集技術(shù)相關(guān)的項目是國內(nèi)AUGTEK公司在京杭大運河開展的LoRa網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，據(jù)悉目前已經(jīng)完成江蘇段的全線覆蓋。

遠程A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中無線傳輸方案十分重要。而目前大多數(shù)無線采集系統(tǒng)主要使用WiFi、藍牙、Zigbee等無線技術(shù)。在這些無線技術(shù)中，遠距離和低功耗兩者之間常常只能偏重一方。而在工業(yè)領(lǐng)域中，往往需要對多個使用電池供電的遠程設(shè)備設(shè)計指定長時間的數(shù)據(jù)采集，以上幾種無線技術(shù)難以達到要求。那么如何在兼顧遠距離傳輸?shù)倪^程中，還能實現(xiàn)低功耗的設(shè)計即已成為研究課題。同時，大多數(shù)無線采集系統(tǒng)都是只有通過上位機對檢測數(shù)據(jù)來調(diào)控引入綜合分析和歷史記錄，這樣在移動的場景下查詢和分析數(shù)據(jù)就會造成不便。

針對以上問題，本設(shè)計提出基于LoRa技術(shù)的無線A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該無線采集系統(tǒng)做到了低功耗與遠距離兼顧，最大程度地實現(xiàn)遠距離通信與低功耗的均衡并重，因而尤其適合于對使用電池供電的遠程設(shè)備來維系提供長時間的數(shù)據(jù)采集。不僅如此，該無線采集系統(tǒng)還能通過嵌入式設(shè)備對檢測數(shù)據(jù)來研究展開綜合分析和歷史記錄。為此，將給出論述如下。