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参赛作品《基于GPRS与LoRa的采集与控制系统》
JackMCU
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发表于Mon May 07 23:24:26 CST 2018   |  只看该作者 1# 电梯直达

【报名阶段需要填写的内容】


1. 参赛者姓名(必填项):刘杰


2. 单位或学校名称(选填项):阿杰工作室


3. 当前职务或职称(选填项):工程师


4. 参赛作品的名字(必填项):基于GPRS与LoRa的采集与控制系统


5. 简要陈述您的idea和作品(必填项):通过LoRa组建本地局域网,进行数据采集与下发控制;通过GPRS连接服务器将本地数据上传至云端或从云端下发至本地;通过手机APP采集与控制;  形成APP+服务器+GPRS模组+LoRa模组+设备的采集与控制系统。    应用:农业灌溉,远程抄表,能源行业等  ; 优势:1、采用LoRa代替传统485总线,省去布线的麻烦,利于安装,降低成本 ; 2、采用GPRS联网,可以保持永久在线,方便使用 ; 3、通过简单的升级,可以升级到NB-loT,3G,4G,WIFI等方式联网,扩展性强;


6. 拟用到的立创商城在售物料(必填项):基本元器件:电阻,电容,LED,晶体管,晶振等   主控:STC15系列单片机     电源IC:MP1584,MP2451,78L05,HT7333等   驱动类:ULN2003A,MOS管等 


7. 拟用到的非立创商城物料或其它补充(必填项):LoRa模块,GPRS模块,SP3485,SIM卡座,贴片座子,弹簧天线,吸盘天线,线材等


8. 拟用到的EDA工具软件名称(必填项):PADS 9.5,OrCAD16.3,Keil 4,立创EDA


【作品正式发表(报名成功后进入设计阶段)需要填写的内容】


一、作品简介


目前市面上的采集与控制系统,局域组网多数为485总线的,或是一台设备配一个无线模块,没有进行局域组网。方式一不利于用在农业领域与抄表领域,布线需要很大的成本,方式二成本很高,也容易造成局域连接数过多,出现掉线问题。基于GPRSLoRa的采集与控制系统,可以省去布线的麻烦,同时降低成本,可以很好的解决上面两个问题。

本系统利用LoRa技术进行局域组网,代替传统的485总线,省去布线的麻烦,可以应用在农业领域、抄表领域、工业控制领域;利用GPRS连接服务器,将LoRa局域网的数据进行打包发给服务器,同时下发服务器指令到LoRa局域网,进行设备的控制。

因为路由器的成本需要几百元,所以LoRa局域网没有采用路由器与节点的模式,而是模拟485总线,一个主机控制25个从机,主机的成本与从机一样,只需要几十元,大大的降低了成本;

本系统可以通过LoRa连接25个设备,也可以去掉LoRa局域网,直接连接设备,可以上传500个数据,下发120个数据,满足大部分设备的要求;

通过将GPRS模块更换为NB模组、WIIF模组、3/4G模组,可以很方便的调整为基于NB/WIFI/3G/4GLoRa的采集与控制系统,扩张性很强。

本系统采用信价比超高的STC单片机作为主控,性能稳定,性价比超高,很有市场竞争力。



二、系统构架图

点击查看大图



说明:

1、同一个信道,一个LoRa主机可以采集与控制25LoRa节点;

2、一个中心频率,划分100个信道;

3、一个中心频率,比如433M,可以同时100个主机,2500LoRa节点进行组网。

4、LoRa主机间隔2s采集LoRa节点数据,循环采集一周为50s

5、下发控制时,LoRa主机会立马进行下发数据,并有错误重传机制,提高系统的稳定性;

6、全部采用标准接口,与用户设备匹配协议后,即插即用。


系统扩展构架图

  


说明:

1、LoRa中大规模组网可以进一步解决GPRS连接数过于密集的问题;

2、可以降低流量成本,整个硬件成本;

3、LoRa局域网工作在不同的信道,数据刷新时间等同于小型网络;

4、采用WIFI转3G/4G设备,可以连接32WIFI节点,800LoRa节点(32个LoRa局域网络),实现中规模组网;

5、几套中规模网络同时工作,可以形成大规模组网;



三、硬件部分的描述


  立创EDA:   LoRa节点原理图链接 -> https://lceda.cn/editor#id=b5529d19d5ae4a12ac34c53996eedf10   


 系统原理:

     LoRa局域网系统,代替传统的485总线,完成设备的采集与控制工作;GPRS联网模组完成LoRa局域网系统与服务器的连接;APP用于查看数据与控制设备。

    采集过程:服务器间隔一定时间向GPRS联网模组请求数据,GPRS联网模组间隔一定时间向LoRa主机请求数据,LoRa主机循环采集设备数据,APP从服务器请求数据用于显示。

    采集数据流向:设备->LoRa节点->LoRa主机->GPRS联网模组->服务器->APP

    控制过程:APP下发命令至服务器,服务器将命令发给GPRS联网模组,GPRS联网模组将命发给LoRa主机,LoRa主机将命发给LoRa节点,LoRa节点将命发给设备,设备执行命令。

    控制数据流向:APP->服务器->GPRS联网模组->LoRa主机->LoRa节点->设备。

 部分原理图:

   1、GPRS联网模组电源部分  

    点击查看大图


1、LoRa节点电源部分

   

3、LoRa主机接口部分

 

4、LoRa部分

 


PCB图片:

1、GPRS联网模组

  

2、LoRa主机

  点击查看大图

3、LoRa节点

 




四、材料清单(BOM列表)


1、电源IC   MP1584       SOP-8    https://item.szlcsc.com/15724.html

2、电源IC   MP2451       SOT23-6  https://item.szlcsc.com/14780.html

3LDO      HT7333-3     SOT-89   https://item.szlcsc.com/85375.html

4MCU     STC15W4K32S4  PLCC-32 

5MCU     STC15W408AS   TSSOP-20

6485接口  SP3485       SOP-8

7、GPRS模组 SIM800C

8、LoRa模组 Ra-01


五、软件部分的描述(选填)

1、LoRa主机程序流程图

 

2、LoRa节点程序流程图

 



六、作品演示

    腾讯视频链接: https://v.qq.com/x/page/f0703pfcy9h.html

七、总结

  本采集与控制系统的难点是LoRa局域组网与GPRS联网稳定性。  

  LoRa局域组网,采用低成本方案,模拟485总线使用的协议,采用半双工通讯,稳定可靠。

  GPRS联网方面,开启永久在线功能,使用吸盘天线,联网稳定性比较好。

  对主办方的建议:

      建微信沟通群,参赛者相互学习,讨论。


  该帖子已被JackMCU于Tue Aug 07 10:43:20 CST 2018编辑过
如果你只做能力范围之内的事情,就永远没法进步。
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枕善居主
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发表于Tue May 08 09:13:57 CST 2018   |  只看该作者 2#
这个帖子啥意思?框架?
立创工程小...
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发表于Tue May 08 16:25:36 CST 2018   |  只看该作者 3#
恭喜您已经报名成功!

您现在就可以开始进行设计工作了,后期相关内容请在一楼编辑进行完善。

当前所有参赛选手分值统计表及活动详细介绍见:http://club.szlcsc.com/article/details_12591_1.html

同时,您设计的PCBA板或者模块也可以参与立创商城第二期PCB方案验证板活动(相当于“搭顺风车”),详情请看:http://club.szlcsc.com/article/details_11599_1.html

立创商城电子制作节(审核专员)
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JackMCU
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发表于Wed May 09 02:20:21 CST 2018   |  只看该作者 5#

主动传播:已分享至朋友圈

 



如果你只做能力范围之内的事情,就永远没法进步。
该回复已删除! 6#
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立创工程小...
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发表于Wed May 09 09:09:43 CST 2018   |  只看该作者 8#
JackMCU 发表于 Wed May 09 02:40:50 CST 2018  7# 该回复已删除
您可以直接在一楼进行修改的
立创商城电子制作节(审核专员)
灿灿爸比
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发表于Wed May 09 10:09:36 CST 2018   |  只看该作者 9#
立创工程小陈 发表于 Tue May 08 16:25:36 CST 2018  3# 恭喜您已经报名成功! 您现在就可以开始进行设计工作了,后期相...
我们的贴子好象无法修改,没有修改按钮,只能删除
软件,硬件工程师,讲师,熟悉WEB,数据库,嵌入式软,硬件和3维设计。
立创工程小...
6
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发表于Wed May 09 13:57:16 CST 2018   |  只看该作者 10#
灿灿爸比 发表于 Wed May 09 10:09:36 CST 2018  9# 我们的贴子好象无法修改,没有修改按钮,只能删除
好的,我反映一下给我们的技术人员
立创商城电子制作节(审核专员)
立创小星
【官方工作人员】
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发表于Thu May 10 17:49:36 CST 2018   |  只看该作者 11#
JackMCU 发表于 Wed May 09 02:40:50 CST 2018  7# 该回复已删除
1楼可以修改啦
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立创小星
【官方工作人员】
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发表于Fri May 11 10:19:59 CST 2018   |  只看该作者 13#
恭喜您传播成功,获得3分。当前所有参赛选手分值统计表及活动详细介绍见:http://club.szlcsc.com/article/details_12591_1.html
该回复已删除! 14#
立创工程小...
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发表于Sat May 12 14:21:47 CST 2018   |  只看该作者 15#
JackMCU 发表于 Fri May 11 18:46:57 CST 2018  14# 该回复已删除
您好,我们的参赛规则是本次作品采用立创EDA设计工具软件即可获得5分
立创商城电子制作节(审核专员)
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电子农夫
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发表于Tue Jun 19 20:58:56 CST 2018   |  只看该作者 18#
期待你的大作,
该回复已删除! 19#
JackMCU
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发表于Thu Jun 28 22:09:25 CST 2018   |  只看该作者 20#
电子农夫 发表于 Tue Jun 19 20:58:56 CST 2018  18# 期待你的大作,
  作品已拍摄视频,欢迎观看。 
如果你只做能力范围之内的事情,就永远没法进步。
down
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发表于Fri Jun 29 10:35:47 CST 2018   |  只看该作者 21#
哇塞,就完成了,先支持下楼主,再慢慢欣赏作品和视频
该回复已删除! 22#
说的有道理
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发表于Mon Jul 09 09:17:59 CST 2018   |  只看该作者 23#
速度真快,为技术大牛打call
JackMCU
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发表于Mon Jul 09 09:52:34 CST 2018   |  只看该作者 24#
说的有道理 发表于 Mon Jul 09 09:17:59 CST 2018  23# 速度真快,为技术大牛打call
  谢谢支持。
如果你只做能力范围之内的事情,就永远没法进步。
SJ2018
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发表于Thu Jul 19 13:35:39 CST 2018   |  只看该作者 25#
老兄,能否留个联系方式
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该回复已删除! 27#
立创小星
【官方工作人员】
3
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发表于Mon Aug 06 16:12:34 CST 2018   |  只看该作者 28#
楼主,咱们这次制作节设计截止时间是2018年8月20日23时59分59秒,时间有点紧了,记得及时在1楼编辑更新!冲刺20000元大奖(注:超时更新无效)
该回复已删除! 29#
该回复已删除! 30#
小梁电子
2
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115
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发表于Mon Aug 13 08:26:39 CST 2018   |  只看该作者 31#

楼主的东西我都玩过,还给立创出了一块Lora方案版,用的是SX1278芯片,楼主不用买Lora模块了,用我那块吧

物联网模块我用过的是移动物联网的,有个天大的BUG:正常TCP连接后,拔掉服务端的网线,然后重接网线,物联网模块竟然没提示断网了,联系固件商,回复是为了节省基站开销,#¥%……。

服务端出了自己编写SOCKET外,也可以用阿里云,腾讯云,接入都不难,基于MQTT协议,再整一个密钥,JSON,就可以上传大数据,性能还是可以的,手机端也可以正常推送访问云端,推荐下

该回复已删除! 32#
海迹天涯
1
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发表于Thu Aug 16 09:53:37 CST 2018   |  只看该作者 33#
厉害了
JackMCU
1
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发表于Mon Aug 20 22:59:06 CST 2018   |  只看该作者 34#
  已完成设计。
如果你只做能力范围之内的事情,就永远没法进步。
该回复已删除! 35#
立创小星
【官方工作人员】
3
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1140
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发表于Mon Aug 27 12:03:32 CST 2018   |  只看该作者 36#

在这激动人心的时刻,恭喜楼主获得第三届立创电子制作节优秀奖,点击查看获奖名单:http://club.szlcsc.com/article/details_36337_1.html
同时,“最佳人气奖”正在投选中,识别下方二维码,为您喜爱的作品投上宝贵的一票吧!

 

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