一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108833245A(43)申请公布日2018.11.16(21)申请号201810826205.3G08C17/02(2006.01)(22)申请日2018.07.25(71)申请人山东精诚电子科技有限公司地址250031山东省济南市天桥区堤口路68号名泉春晓C座1710(72)发明人杨锐孙华晨李华青(74)专利代理机构济南信达专利事务所有限公司37100代理人孙园园(51)Int.Cl.H04L12/40(2006.01)H04L29/08(2006.01)H04W28/08(2009.01)H04W72/04(2009.01)H04W76/10(2018.01)权利要求书3页说明书11页附图2页(54)发明名称一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统及方法，属于扩展传输技术，本发明要解决的技术问题为如何提高矿井巷道内无线传输的抗干扰性以及CAN总线带宽数据传输速度，采用的技术方案为：其结构包括传输分站和至少一个采集器，传输分站与采集器之间以及采集器与采集器之间通过CAN总线进行数据的连接通信；采集器包括主控制器、副控制器、CAN收发器一、CAN收发器二、Flash存储模块和至少一个LoRa模块；主控制器通过串口连接副控制器；主控制器通过CAN总线分别连接CAN收发器一和CAN收发器二；主控制器通过SPI连接Flash存储模块；副控制器通过串口分别连接LoRa模块。本发明还公开了一种基于CAN和LoRa的级联扩展采集方法。CN108833245ACN108833245A权利要求书1/3页1.基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，该采集系统包括传输分站和至少一个采集器，传输分站与采集器之间以及采集器与采集器之间通过CAN总线进行数据的连接通信；采集器包括主控制器、副控制器、CAN收发器一、CAN收发器二、Flash存储模块和至少一个LoRa模块；主控制器通过串口连接副控制器；主控制器通过CAN总线分别连接CAN收发器一和CAN收发器二；主控制器通过SPI连接Flash存储模块，Flash存储模块用于存储定位信息和系统命令；副控制器通过串口分别连接LoRa模块，LoRa模块用于搭建LoRa无线传感网络，接收人员定位设备发送的区域定位信息和精确定位信息。2.根据权利要求1所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述CAN收发器一引出CAN总线接口一，CAN总线接口一接入CAN总线的监控网络中，接收CAN收发器一下的各种传感器信息。3.根据权利要求1或2所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述CAN收发器二引出CAN总线接口二，CAN总线接口二用于接入CAN总线，通过点对点连接的方式连接采集器，实现LoRa无线覆盖范围的增加。4.根据权利要求3所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述LoRa模块设置有七个，七个LoRa模块分配信道0到信道6七个信道，通过七个信道并通过分频分时的方式增加LoRa无线网络的负载能力。5.根据权利要求4所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述采集器还包括电源模块，电源模块分别电连接主控制器、副控制器、LoRa模块、CAN收发器一和CAN收发器二为其供电。6.根据权利要求5所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述LoRa模块上设置有天线，电源模块采用LDO芯片和DC-DC芯片。7.根据权利要求6所述的基于CAN和LoRa的级联扩展采集系统，其特征在于，所述主控制器和副控制器均采用STM32F407芯片，LoRa模块采用的E32-TTL-100LoRa芯片，CAN收发器一和CAN收发器二均采用TD321DCANH芯片，Flash存储模块采用容量为128MB的W25Q128B芯片，LDO芯片采用AMS1117-3.3，DC-DC芯片采用LM2596T-5.0/NOPB。8.基于CAN和LoRa的级联扩展采集方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、采集器缓冲转发下级采集器上传以及上级采集器或传输分站下发的CAN通讯帧；S2、CAN收发器一和CAN收发器二接收数据处理和缓冲转发，具体如下：S201、定义CAN收发器一连接上级采集器或传输分站，CAN收发器二连接下级采集器，主控制器为CAN收发器一和CAN收发器二开辟两个数据缓冲空间，并采取同样的数据处理策略；S202、对于发送给本机的数据通讯帧或广播通讯帧，由后台数据处理应用系统进行处理；S203、接收到一个CAN通讯帧之后，会将CAN通讯帧按13个字节进行缓冲存储，主控制器在内存中分别开辟两