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参赛作品《基于GPRS与LoRa的采集与控制系统》
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JackMCU
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发表于2018-05-07 23:24:26
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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GPRS与LoRa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/4G与LoRa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
说明: 1、同一个信道,一个LoRa主机可以采集与控制25个LoRa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,2500个LoRa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32个WIFI节点,800个LoRa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
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
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 3、LDO HT7333-3 SOT-89 https://item.szlcsc.com/85375.html 4、MCU STC15W4K32S4 PLCC-32 5、MCU STC15W408AS TSSOP-20 6、485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。 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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立创工程小陈
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发表于2018-05-08 16:25:36
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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的第二期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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立创工程小陈
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发表于2018-05-09 09:09:43
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8#
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)
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立创工程小陈
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发表于2018-05-09 13:57:16
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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)
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立创工程小陈
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发表于2018-05-12 14:21:47
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15#
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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