基于LoRa技术的智能监控模块设计
发布时间：2021-07-30 17:31
通常情况下,监控模块可以根据环境的变化控制现场设备。但是,当用户提出了新的要求或改变了控制规则时,监控模块就需要返厂注入新的程序代码,这给实际应用带来了很多麻烦。为此,论文设计了基于LoRa技术的智能监控模块,通过物联网下发命令就可以更改智能监控模块实现的功能。论文给出了基于LoRa技术的智能监控模块设计方案,设计了以MSP430F2272为核心的智能监控模块的硬件电路,包括微控制器电路、LoRa模块接口电路、输入信号检测模块、控制输出模块等,着重讨论了关联配置表的内容、表示方法以及实现方式,将4个模拟输入信号与可变的阈值进行对比,产生模拟输入逻辑;4个数字输入与模拟输入逻辑一起通过关联运算产生输出控制信号。在此基础上,给出了智能监控模块的软件流程,包括关联配置表的读取和更新、模拟/数字输入模块、根据关联配置表的输出计算模块、LoRa通信模块、测试命令处理模块等。最后,对智能监控模块在单输入控制输出、多输入控制输出的情况下分别进行了测试,结果表明,智能监控模块可以在线更改关联配置表,并根据环境参数产生输出控制信号,满足了系统的设计要求。
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MSP430架构图
ADC 模块的时钟源，其可以是 SMCLK、MCLK、ACLK 或者内部C，根据需求进行时钟分频，然后进行 ADC 模块的配置，最后启动换。当我们启动转换之后，ADC 模块将转换结果保存在 ADC10M，用户可以通过读取该寄存器获得模拟信号的采样值[23~24]。本论块完成了对 A0~A4 通道外接的模拟信号的采样，实现了对外部环境理。R30F2272 有多个定时器模块，其分别为 Timer_A 和 Timer_B。下面以器 Timer_A 为例进行说明。Timer_A 定时器具有捕捉比较，PWMimer_A 具有多个时钟来源，分别为 ACLK、SMCLK、TACLK 和 IN有多种，分别为停止计数模式、向上计数模式、连续计数模式和增。用户在使用 Timer_A 模块时，首先通过配置相应的寄存器来确源并根据需求设置分频系数，然后再通过配置相应的寄存器选择 T模式[24]。本论文中运用到了 Timer_A 模块的定时功能，将环境等状态定时上传给客户端用以显示。
西安电子科技大学硕士学位论文18图3.7 电流检测电路测试波形3.5 数字信号隔离模块设计智能监控模块设计了 4 路数字输入接口，用来检测现场检测量如开关量等信号。数字信号隔离模块电路原理图如图 3.8 所示，为了防止外接测量传感器电路对智能监控模块造成影响，智能监控模块采用光耦进行光电隔离。外接数字输入测量传感器的数字量 DIN1、DIN2、DIN3 和 DIN4 先经过光耦 TLP281-4 进行信号隔离，得到隔离后的信号 DINO1、DINO2、DINO3 和 DINO4。当输入 DIN1 为高电平时，发光二极管通过电流而发光，光照会使光敏三极管导通，DINO1 输出高电平“1”；当输入DIN1 为低电平时，发光二极管不亮，光敏三极管截止，DINO1 输出低电平“0”[38]
【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网应用实践及信息通信技术的相关分析[J]. 张跃飞. 中国新通信. 2018(04)
[2]LoRa在物联网中应用浅析[J]. 陈卓逸. 山东工业技术. 2018(03)
[3]面向LoRa的物联网平台研究[J]. 朱庆华,景妮琴,常莹. 电脑知识与技术. 2018(01)
[4]低功耗广域物联网的关键技术与应用[J]. 明小满,沈鑫. 电脑迷. 2017(12)
[5]基于NB-IoT网络的物联网技术及应用场景分析[J]. 邓坚,陈艳芳. 江西通信科技. 2017(04)
[6]LPWAN开启物联网大门的“金钥匙”[J]. 刘亮,张荔敏,周应龙. 上海信息化. 2017(09)
[7]物联网LPWAN商用前景[J]. 李露. 科技创业月刊. 2017(17)
[8]LoRa与NB-IoT技术开启物联网新格局[J]. 徐冬冬. 科学技术创新. 2017(24)
[9]低功耗广域物联网创新运营模式[J]. 戴翚. 信息通信技术. 2017(01)
[10]低功耗广域网络产业现状及国内市场前景[J]. 赵小飞. 信息通信技术. 2017(01)
硕士论文
[1]基于LoRa的水表抄表系统设计与实现[D]. 罗贵英.浙江工业大学 2016
[2]互动型刷牙指导模型的电子控制系统设计[D]. 吕立辉.西安电子科技大学 2015
[3]基于蓝牙的智能硬件传感器数据传输系统研究[D]. 陈少勇.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于Wi-Fi SoC的物联网平台设计[D]. 纪亚萍.兰州大学 2015
[5]基于ZigBee无线传感网络的智能家居环境监控设计[D]. 薛雪娇.辽宁大学 2015
[6]基于物联网的远程抄表系统的设计与实现[D]. 依溥治.东北林业大学 2015
[7]八位MCU的UART设计[D]. 陈昆鹏.西安电子科技大学 2015
本文编号：3311828
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MSP430架构图
ADC 模块的时钟源，其可以是 SMCLK、MCLK、ACLK 或者内部C，根据需求进行时钟分频，然后进行 ADC 模块的配置，最后启动换。当我们启动转换之后，ADC 模块将转换结果保存在 ADC10M，用户可以通过读取该寄存器获得模拟信号的采样值[23~24]。本论块完成了对 A0~A4 通道外接的模拟信号的采样，实现了对外部环境理。R30F2272 有多个定时器模块，其分别为 Timer_A 和 Timer_B。下面以器 Timer_A 为例进行说明。Timer_A 定时器具有捕捉比较，PWMimer_A 具有多个时钟来源，分别为 ACLK、SMCLK、TACLK 和 IN有多种，分别为停止计数模式、向上计数模式、连续计数模式和增。用户在使用 Timer_A 模块时，首先通过配置相应的寄存器来确源并根据需求设置分频系数，然后再通过配置相应的寄存器选择 T模式[24]。本论文中运用到了 Timer_A 模块的定时功能，将环境等状态定时上传给客户端用以显示。
西安电子科技大学硕士学位论文18图3.7 电流检测电路测试波形3.5 数字信号隔离模块设计智能监控模块设计了 4 路数字输入接口，用来检测现场检测量如开关量等信号。数字信号隔离模块电路原理图如图 3.8 所示，为了防止外接测量传感器电路对智能监控模块造成影响，智能监控模块采用光耦进行光电隔离。外接数字输入测量传感器的数字量 DIN1、DIN2、DIN3 和 DIN4 先经过光耦 TLP281-4 进行信号隔离，得到隔离后的信号 DINO1、DINO2、DINO3 和 DINO4。当输入 DIN1 为高电平时，发光二极管通过电流而发光，光照会使光敏三极管导通，DINO1 输出高电平“1”；当输入DIN1 为低电平时，发光二极管不亮，光敏三极管截止，DINO1 输出低电平“0”[38]
【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网应用实践及信息通信技术的相关分析[J]. 张跃飞. 中国新通信. 2018(04)
[2]LoRa在物联网中应用浅析[J]. 陈卓逸. 山东工业技术. 2018(03)
[3]面向LoRa的物联网平台研究[J]. 朱庆华,景妮琴,常莹. 电脑知识与技术. 2018(01)
[4]低功耗广域物联网的关键技术与应用[J]. 明小满,沈鑫. 电脑迷. 2017(12)
[5]基于NB-IoT网络的物联网技术及应用场景分析[J]. 邓坚,陈艳芳. 江西通信科技. 2017(04)
[6]LPWAN开启物联网大门的“金钥匙”[J]. 刘亮,张荔敏,周应龙. 上海信息化. 2017(09)
[7]物联网LPWAN商用前景[J]. 李露. 科技创业月刊. 2017(17)
[8]LoRa与NB-IoT技术开启物联网新格局[J]. 徐冬冬. 科学技术创新. 2017(24)
[9]低功耗广域物联网创新运营模式[J]. 戴翚. 信息通信技术. 2017(01)
[10]低功耗广域网络产业现状及国内市场前景[J]. 赵小飞. 信息通信技术. 2017(01)
硕士论文
[1]基于LoRa的水表抄表系统设计与实现[D]. 罗贵英.浙江工业大学 2016
[2]互动型刷牙指导模型的电子控制系统设计[D]. 吕立辉.西安电子科技大学 2015
[3]基于蓝牙的智能硬件传感器数据传输系统研究[D]. 陈少勇.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于Wi-Fi SoC的物联网平台设计[D]. 纪亚萍.兰州大学 2015
[5]基于ZigBee无线传感网络的智能家居环境监控设计[D]. 薛雪娇.辽宁大学 2015
[6]基于物联网的远程抄表系统的设计与实现[D]. 依溥治.东北林业大学 2015
[7]八位MCU的UART设计[D]. 陈昆鹏.西安电子科技大学 2015
本文编号：3311828
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