一种基于LoRa通信的无线压力变送器论文和设计

全文摘要

本实用新型提供了一种基于LoRa通信的无线压力变送器，主要解决了现有的无线温度变送器，数据传输距离短，功耗高，电池容易馈电，组网成本高的问题。所述的壳体为三通管状结构由不锈钢材料制作，底部接口通过连接套螺栓连接扩散硅传感器，所述的壳体上端设置有凹槽，用于安装固定天线组件，所述的壳体内部安装有LoRa无线通信组件以及主板组件、壳体的水平方向一端开口嵌入电池组件并固定，另一端开口通过镜盖组件将显示组件固定。实现数据采集的低成本、低功耗、传输距离远、抗干扰性强、准确性高，同时降低油田工人的劳动强度。

主设计要求

1.一种基于LoRa通信的无线压力变送器，包括壳体、显示组件、镜盖组件、电池组件、天线组件、扩散硅传感器，其特征在于：所述的壳体为三通管状结构由不锈钢材料制作，底部接口通过连接套螺栓连接扩散硅传感器，所述的壳体上端设置有凹槽，用于安装固定天线组件，所述的壳体内部安装有LoRa无线通信组件以及主板组件、壳体的水平方向一端开口嵌入电池组件并固定，另一端开口通过镜盖组件将显示组件固定。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa通信的无线压力变送器，其特征在于，所述的主板组件分别与电池组件、扩散硅传感器、显示组件、LoRa无线通信组件电连接，其中主板组件与LoRa无线通信组件进行双向连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及无线数据采集传输通信技术领域，具体是一种基于LoRa通信的无线压力变送器。

背景技术

目前随着油田数字化的开展，越来越多的数字化产品应用到油田的各个角落，2013年8月，Semtech公司向业界发布了一种新型的，基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术（简称LoRa）的芯片。目前，中兴克拉科技有限公司组建了中国LoRa应用联盟（CLAA联盟），以实现共享共建运营级低功耗物联网，而以往油田使用的无线压力变送器传输距离近、成本较高，基于LoRa通信的无线压力变送器可有效的解决井间距较远，数据传输不准确等问题。基于LoRa通信的无线压力变送器具备符合物联网应用的三大特色.第一大特色，5公里以上传输距离,抗干扰强。第二大特色是低功耗，耐低温锂电池可以让感测节点运作3年以上。第三大特色是低成本,基础设施以及节点\/终端的低成本让网络建设运维都十分容易。现有的无线温度变送器，数据传输距离短，功耗高，电池容易馈电，组网成本高。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种基于LoRa通信的无线压力变送器，使各使用场所实现数据采集的低成本、低功耗、传输距离远、抗干扰性强、准确性高，同时降低油田工人的劳动强度，提高工作效率，实时监控井口数据，通过数据分析抽油机的工作情况，极大的降低油井出现冻井、超压、非正常停运等事故的风险。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于LoRa通信的无线压力变送器，包括壳体、显示组件、镜盖组件、电池组件、天线组件、扩散硅传感器，所述的壳体为三通管状结构由不锈钢材料制作，底部接口通过连接套螺栓连接扩散硅传感器，所述的壳体上端设置有凹槽，用于安装固定天线组件，所述的壳体内部安装有LoRa无线通信组件以及主板组件、壳体的水平方向一端开口嵌入电池组件并固定，另一端开口通过镜盖组件将显示组件固定。

所述的主板组件分别与电池组件、扩散硅传感器、显示组件、LoRa无线通信组件电连接，其中主板组件与LoRa无线通信组件进行双向连接。

本实用新型的有益效果是：外壳结构采用不锈钢整体加工制作，将测量电路最大限度的嵌入壳体内部；采用LoRa芯片，实现数据的远距离传输，传输距离远(可视距离5KM以上)，优化数据传输的通讯规约和休眠机制，以降低数据传输时的功耗，延长电池使用寿命；抗干扰能力强，低功耗、低成本，组网成本低。将电池外置，电池外置可以增加电池的数量及容量，延长使用寿命，同时，外置电池可以实现内部涂层保温，提高低温环境的下的使用效果，外置电池可以实现电池的快速维修更换，耐低温锂电池供电（连续工作时间3年以上），无需布线,减少现场施工的工作量。

附图说明

图1为本实用新型的结构分解图。

图2为本实用新型侧面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

如图1和图2所示，本实施例所涉及的一种基于LoRa通信的无线压力变送器，包括壳体1、显示组件2、镜盖组件3、电池组件4、天线组件5、扩散硅传感器6，所述的壳体1为三通管状结构由不锈钢材料制作，底部接口通过连接套螺栓连接扩散硅传感器6，所述的壳体1上端设置有凹槽，用于安装固定天线组件5，所述的壳体1内部安装有LoRa无线通信组件8以及主板组件9、壳体1的水平方向一端开口嵌入电池组件4并固定，另一端开口通过镜盖组件3将显示组件2固定。

所述的主板组件9分别与电池组件4、扩散硅传感器6、显示组件2、LoRa无线通信组件电8连接，其中主板组件9与LoRa无线通信组件8进行双向连接，其中，扩散硅传感器6为压力传感器，用于测量压力值的传感器，将压力值转换为电信号；

电池组件4为系统提供3.6V电压的电能；电池组件4内有拥有三块ER34615M型电池，采用胶封的方式将电池固定在金属外壳内，采用圆环式触点引线方式，保证仪表弹针触点的准确接触，即保证了电池抗低温的能力，同时提高了电池的容量，延长了压变的使用时间；

主板组件9包括由MSP430F5310-64_1型芯片及其外围电路，主要用于处理传感器采集的压力信号，并将数据传输给显示模组进行显示，同时按照用户设定的时间将压力数据上传至数据采集与处理终端。

显示组件2包括PCF8551ATT型芯片及其外围电路，主要用来显示压力值、单位、外界温度、参数设置等界面。

LoRa无线通信组件8包括LSD4RF-2F717N20型芯片及其外都电路，主要采用LoRa通讯协议进行数据传输与接收，该模块的嵌入实现了以LoRa为协议的无线压力变送器。

具体的，电池组件4为整个系统供电，扩散硅传感器6检测到压力信号传输给主板组件9，主板组件9在接受到信号后分析计算出相关的压力值、单位、外界温度、参数等信息，并将信号传输给显示组件2，通过显示组件直接显示出具体参数，另一方面将信号传输给LoRa无线通信组件8，通过LoRa无线通信组件8传输给各节点或终端网络。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

设计图

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