基于Lora技術的無線開關控制器制造技術

本實用新型專利技術提供一種基于Lora的開關控制器，包括無線射頻單元、MCU單元、開關量檢測單元、開關量控制單元、模擬量檢測單元、模數轉換單元、復位電路、指示燈單元、天線單元、電源單元、低電檢測電路。MCU單元用于處理各方傳遞過來的各種信息；無線射頻單元為無線信號傳輸單元，用于接收無線數據或向外發送MCU電路傳遞的數據；開關量檢測單元為外接繼電器開關量的輸入單元；模擬量檢測單元為外接傳感器的模擬量輸入單元；模數轉換單元用于模擬量信息轉換為數字量信息；低電檢測電路用于在電源電壓低于設置閾值時生成中斷信號，用戶可根據中斷信號進行處理。該設備具備結構簡單、低功耗、傳輸距離遠、傳輸穩定、組網快捷、即插即用等優點。

Wireless switch controller based on Lora Technology

The utility model provides a switching controller based on Lora, which comprises a radio frequency unit, a MCU unit, a switching quantity detection unit, a switching quantity control unit, an analog quantity detection unit, an analog-to-digital conversion unit, a reset circuit, an indicator light unit, an antenna unit, a power supply unit and a low-current detection circuit. The MCU unit is used to process all kinds of information transmitted by all parties; the radio frequency unit is a wireless signal transmission unit for receiving wireless data or transmitting data transmitted by MCU circuit; the switching quantity detection unit is an input unit for switching quantity of external relay; and the analog quantity detection unit is an analog quantity input sheet of external sensor. The analog-to-digital conversion unit is used to convert analog information into digital information, and the low-current detection circuit is used to generate interrupt signal when the power supply voltage is lower than the set threshold, and the user can process the interrupt signal according to the interrupt signal. The device has the advantages of simple structure, low power consumption, long transmission distance, stable transmission, fast networking, plug and play.

【技術實現步驟摘要】
基于Lora技術的無線開關控制器
本技術屬于無線信號傳輸
，具體涉及一種基于Lora技術的開關控制器。
技術介紹
傳統繼電器控制系統想要進行一個控制行為，需要用導線將各種指令輸入設備(控制開關、控制按鈕、傳感器等)與若干中間繼電器、時間繼電器、計數繼電器等組成的具有一定邏輯的控制電路相連接，然后通過輸出設備(接觸網、電磁閥等執行元件)去控制被控對象關閉或運行，在這種控制系統中，控制要求的傳遞必須通過控制電路的硬接線來完成。因此，雖然其結構簡單易懂，在工業控制領域中被長期廣泛使用，但因其維護難度大、成本高、功能單一、接線復雜、通用性和靈活性差，已愈來愈不能滿足現代社會中復雜多變的控制要求，也不適應現代社會智能化，易用性的普遍需求。長期以來，想要提高無線射頻通信距離最常用的方法就是提高發射功率，但這樣就會帶來更高的能耗。SemTech公司在2013年推出的LoRa射頻技術，采用了擴頻調制技術，可以在同等的功耗下取得更遠的通信距離。本產品即是基于Lora射頻技術所技術的一種低功耗，遠距離的無線開關控制設備。傳統模式下，弱電控制系統施工，需要在建筑內布施大量的數據傳輸導線，施工難度、成本高，且后期維護難度大，耗費人力物力，比如一些高檔寫字樓、高檔酒店、商場、機場等，對裝修的要求非常高，很多建筑設計對電路的鋪設都有很大的限制，而且一旦需要對線路進行維護或者修改規劃，都需要承擔很大的維護成本。
技術實現思路
有鑒于此，本技術實施例提供一種基于Lora技術的無線開關控制器，通過該產品可對現存的弱電控制系統進行改進，以無線的方式來實現對各終端設備的檢測和控制。具體而言，本技術提供了以下技術方案：一種基于Lora技術的無線開關控制器，其包括無線射頻單元、MCU電路、開關量檢測單元、模擬量檢測單元、開關量控制單元、模數轉換單元、復位電路、指示燈單元、天線單元。所述MCU電路與開關量檢測單元、開關量控制單元、數模轉換單元、復位芯片單元、天線單元、指示燈單元相連，用于處理各單元傳遞過來的數據；所述無線射頻單元與MCU電路、天線單元相連，用于無線數據傳遞；所述開關量檢測單元、開關量控制單元與外接繼電器相連，用于檢測、控制繼電器；所述模擬量檢測單元與外接傳感器相連，用于檢測外接傳感器信息。優選地，所述無線射頻單元，包括發送機單元、寄存器單元、接收機單元，Lora調制解調器單元，FSK/OOK調制解調器單元，其中發送機單元用于無線發送MCU電路處理完成的數據；寄存器單元包含113個寄存器，用于暫存不同的數據或代碼；接收機單元用于接收無線數據，兩種調制解調器分別用于不同模式下的數據調制解調。優選地，無線射頻單元采用Lora調制解調單元，該單元采用線性調頻擴頻調制技術和前向糾錯技術，這種技術既可以擴大無線通訊鏈路的覆蓋范圍，又增強了鏈路的穩定性。通過調整擴頻因子和糾錯率這兩種變量，從而在帶寬占用、數據速率、鏈路預算改善以及抗干擾性之間達到更好的平衡。優選地，所述Lora調制解調器單元、FSK/OOK調制解調器單元，所述Lora調制解調器單元用于調制所述接收機單元接收到的數據，或是調制所述MCU電路傳遞來的數據；所述FSK/OOK調制解調器單元包括FSK解調器和OOK解調器，用于不同頻率的載波來傳送數字信號。優選地，所述發送機單元包括、頻率合成單元、射頻功率放大單元。所述頻率合成單元包含晶體振蕩器、RC振蕩器、PLL單元，用于產生高準確度和穩定度的掃頻輸出信號；優選地，所述Lora調制解調器單元，采用擴頻調制技術和前向糾錯技術。與傳統技術相比，這種技術既可以擴大無線通訊鏈路的覆蓋范圍，又增強了鏈路的穩定性。通過調整擴頻因子和糾錯率這兩種變量，從而在帶寬占用、數據速率、鏈路預算改善以及抗干擾性之間達到更好的平衡。優選地，FSK/OOK調制解調器單元包括FSK解調器和OOK解調器；所述FSK解調器用于是用不同頻率的載波來傳送數字信號，具有抗干擾能力強、傳輸距離遠等優點。所述OOK調節解調器用于將RSSI輸出與閾值進行對比。優選地，所述晶體振蕩器是無線信號管理單元的主要時間參考源，用作PLL頻率合成的時間參考及所有數字處理的時鐘信號，晶體振蕩器啟動時間取決于所用晶體參考源的電氣特性，該晶體通過兩個引腳與皮爾斯振蕩器相連。優選地，所述RC振蕩器在低功耗睡眠狀態下，頂級定序器的所有定時操作全部依賴于內部低功率RC振蕩器的精度。該振蕩器在器件上電時會自動校準，無需用戶介入。優選地，所述PLL單元以晶體振蕩器電路作為參考。對該啟動時間進行優化并在振蕩器信號穩定時自動觸發PLL。優選地，所述射頻功率放大單元，用于放大射頻信號；所述寄存器單元包含多個寄存器，用于暫存不同的數據或代碼，優選所述寄存器單元包含113個寄存器。優選地，所述接收機單元，該接收機在接收到傳送來的電磁信號后，經過頻率合成單元處理后會模擬執行數字轉化過程。接收機還能進行自動增益校準，從而提高了RSSI測量精度。優選地，所述開關量檢測單元，由光耦元件、上拉電阻、限流電阻、端子模塊組成。所述開關量檢測單元用于檢測由外接繼電器設備傳入的輸入開關量，將輸入開關量轉換為MCU芯片所識別的開關量信號，傳遞給MCU芯片；所述光耦元件用于對所檢測的輸入開關量與傳遞給MCU芯片的開關量信號進行隔離，保障與檢測模塊相連的MCU等集成電路正常運行。優選地，所述開關量控制單元，用于將MCU電路傳遞而來的控制信號轉化為開關量傳遞給外界繼電器，以達到控制繼電器的目的。外接繼電器可以連接各種設備終端，包括中央空調系統，燈光系統，門禁系統等。優選地，所述模擬量檢測單元，用于檢測外接傳感器傳來的模擬信號，外接傳感器包括溫度傳感器，濕度傳感器，煙霧報警器等。所述模擬量檢測單元將檢測到的傳感器模擬信號傳遞給模數轉換單元。優選地，所述模數轉換單元，用于將從傳感器或繼電器所傳來的模擬量信號轉換為數字量信號，傳遞給MCU芯片；所述模數轉換單元，是在連接變化的模擬量與離散的數字量之間進行轉換，模擬量轉換為數字量；所述模數轉換單元模擬信號經帶限濾波，采樣保持電路，變為階梯形狀信號，然后通過編碼器變為二進制碼的數字量；所述模數轉換單元用于將從傳感器或繼電器所傳來的模擬量信號轉換為數字量，并傳遞給MCU芯片；所述功放芯片將對應的數字量電信號成倍放大，保障數據正常回傳。優選地，所述復位芯片單元，包括復位電路、計數器；所述復位芯片單元，通過一個引腳與MCU電路相連，電路通電時、MCU芯片由于干擾造成程序跑飛而陷入死循環狀態時或者計數器計滿溢出時，計數器會歸零，系統復位。優選地，采用標準配置的220VAC/2A電源適配器，內置反相保護和過壓保護，為了適應復雜的應用環境，提高系統的工作穩定性，本技術采用了先進的電源技術，用戶可采用標準配置的220VAC/2A電源適配器給本產品供電。當用戶采用外加電源給本產品供電時，必須保證電源的穩定性，并保證電源功率大于10W以上。推薦使用標配的220VAC/2A電源。優選地，天線單元接口為SMA陰頭插座，接口防雷保護，安全性高。優選地，所述指示燈單元CY-LR-100提供十個指示燈，包括一個電源指示燈，一個信號控制反饋燈，八個DO通道通斷狀態指示燈，可呈現繼電器終端1～本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于Lora技術的無線開關控制器，其特征在于，所述開關控制器包括無線射頻單元、MCU電路、開關量檢測單元、模擬量檢測單元、開關量控制單元、模數轉換單元、復位電路、指示燈單元、天線單元、電源單元；所述MCU電路與開關量檢測單元、開關量控制單元、模數轉換單元、復位芯片單元、天線單元、指示燈單元相連，用于處理各單元傳遞過來的數據；所述無線射頻單元與MCU電路、天線單元相連，用于無線傳遞數據；所述開關量檢測單元、開關量控制單元與外接繼電器相連，用于檢測、控制繼電器；所述模擬量檢測單元與外接傳感器相連，用于檢測傳感器信息。

【技術特征摘要】
1.一種基于Lora技術的無線開關控制器，其特征在于，所述開關控制器包括無線射頻單元、MCU電路、開關量檢測單元、模擬量檢測單元、開關量控制單元、模數轉換單元、復位電路、指示燈單元、天線單元、電源單元；所述MCU電路與開關量檢測單元、開關量控制單元、模數轉換單元、復位芯片單元、天線單元、指示燈單元相連，用于處理各單元傳遞過來的數據；所述無線射頻單元與MCU電路、天線單元相連，用于無線傳遞數據；所述開關量檢測單元、開關量控制單元與外接繼電器相連，用于檢測、控制繼電器；所述模擬量檢測單元與外接傳感器相連，用于檢測傳感器信息。2.根據權利要求1所述的開關控制器，其特征在于，所述無線射頻單元，包括發送機單元、寄存器單元、接收機單元，Lora調制解調器單元，FSK/OOK調制解調器單元，其中發送機單元用于無線發送MCU電路處理完成的數據；寄存器單元包含多個寄存器，用于暫存不同的數據或代碼；接收機單元用于接收無線數據，兩種調制解調器分別用于不同模式下的數據調制解調。3.根據權利要求2所述的開關控制器，其特征在于，所述Lora調制解調器單元用于調制所述接收機單元接收到的數據，或者調制所述MCU電路傳遞來的數據；所述FSK/OOK調制解調器單元包括FSK解調器和OOK解調器，用于不同頻率的載波來傳送數字信號。4.根據權利要求2所述的開關控制器，其特征在于，所述發送機單元包括頻率合成單元、射頻功率放大單元；所述頻率合成單元包含晶體振蕩器、RC振蕩器、PLL單元，用于產生高準確度和穩定度的掃頻輸出信號。5.根據權利要求3所述的開關控制器，其特征在于，所述Lora調制解調器單元，采用擴...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈磊，
申請(專利權)人：沈磊，
類型：新型
國別省市：北京,11