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1、标准文档基于LoRa的组网设计方案实用大全标准文档实用大全标准文档目录1概述12功能性能指标12.1功能指标12.2性能指标23技术路线选择34系统设计44.1系统组成44.2系统工作模式54.2.1主机轮询的组网方式64.2.2分时间片的组网方式65通信设计75.1MODBUS通信协议75.2MODBUS通信示意图86软件设计86.1软件流程图86.2软件时序图97结构设计107.1接口设计107.2外形设计118实验方案129项目进度和质量保证139.1项目研制进度计划139.2质量控制与文件交付进度计划1
2、410主机与监测系统通信协议14实用大全标准文档10.1概述1410.2协议标准设置1410.3字节格式1510.4帧格式1510.5浮点数存贮和传输格式1610.6功能码1610.7读写保持寄存器1610.8举例1710.9异常响应1910.10CRC16校验方式19实用大全标准文档1概述基于LoRa的组网通信系统采用LoRa通信协议进行组网通信,系统由计算机终端、通信基站、集成通信模块的用户设备、具备通信功能的用户设备等组成,实现整套系统的互相通信。2功能性能指标2.1功能指标nLoRa组网通信功能:通过通
3、信基站向全部设备广播信息;通过通信基站向某一特定设备发送参数或控制命令;通信基站同时接收16个设备的上传数据。nLoRa通信加密功能:无线通信具备加密功能,提供加密算法。n设备命名功能:为每一个接入网络的设备定义设备编号,名字可长期不变,也可经授权改变,可唯一识别不同的设备,满足后续数据处理。n485通信功能:按照485标准以及MODBUS数据格式,通信模块可完成与用户模块电路之间的数据通信。n实用大全标准文档调试界面软件功能:实时显示各设备数据,包括设备工作状态、设备传感器数据;设置设备参数与状态,包括设备命
4、名与修改、下达复位命令、设置报警值、设置数据上传时间间隔、启停数据采集等;存储数据,按照不同任务、不同设备进行关联存储;数据可查询;数据可打印。nAPI接口通信功能:按照MODBUS数据格式和LoRa通信协议,建立界面软件(包括调试界面软件)和通信基站之间通信通道,界面软件可实现相应功能。n故障显示与定位功能:当通信基站和通信模块发生故障时,界面可显示故障,并显示具体哪一个通信模块或通信基站发生故障。2.2性能指标n无线通信体制:LoRa通信,一个基站对多个通信设备的组网通信。n无线通信距离:无遮挡传输距离≥5
5、000m,有金属遮挡传输距离≥2000m。n无线通信速率:通信基站向用户设备下传数据≥1kbps;用户设备向通信基站上传数据≥5kbps;通信基站数据吞吐速率≥10kbps,可同时接收≥16路的设备上传数据;有遮挡时,上传和下传数据率的衰减量≤50%。n通信模块供电:采用+12V电源供电。n通信基站功耗:通过DC12V电源适配器进行设备供电。n数据加密:无线通信上传和下传数据进行加密,16路同时上传时,数据吞吐速率不超过通信基站额定能力的70%。提供数据加解密算法。实用大全标准文档n485通信速率:通信模块向用
6、户模块电路的下传数据速率≥1kbps;用户模块电路向通信模块的上传数据速率≥5kbps;数据格式采用MODBUS通讯协议。n一次工作时间:一次开机,可可靠连续工作12h。n工作温度:-35℃~55℃。n存储温度:-40℃~70℃。n湿度:40℃工作温度下,90%湿度,通信基站、通信模块能正常工作,且不凝露。n元器件和原材料的性能参数满足环境温度(工作温度、存储温度)要求。3技术路线选择LoRa是LPWAN(低功耗广域物联网)通信技术中的一种,LoRa作为目前最有发展前景的低功耗广域通信技术,已经被运用在个各行各
7、业中。是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。LoRa无线通信采用直序扩频技术,具有通信距离远、功率密度集中,抗干扰能力强的优势。同时具有软件FEC实用大全标准文档前向纠错算法,其编码效率较高,纠错能力强,在突发干扰的情况下,能主动纠正被干扰的数据包,大大提高可靠性和传输距离。目前,LoRa主要在全球免费频段运行,包括433、868、915MHz等。LoRa是物联网应用中的无线技术有多种,可组成局域网或广域网。ZigBee是一种无线连接,可工作在2.4GHz(全球流行)、86
8、8MHz(欧洲流行)和915MHz(美国流行)3个频段上,是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。基于此,我们选择传输距离远、功耗低(长电池寿命)的LoRa模块。4系统设计基于LoRa的组网通信系统由计算机终端、通信基站、集成通信模块的用户设备、具备通信功能的用户设备等组成,系统采用LoRa通信协议进行组网通信,实现命令或参数的下达,以及数据的采集与上传等功能
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