本實用新型涉及燃氣表控制技術領域，尤其涉及一種基于LoRa擴頻通信技術的物聯網燃氣表控制器。

背景技術：

隨著城市燃氣事業的快速發展，燃氣居民用戶數量迅猛增長，針對燃氣公司對用氣計量和燃氣管理的需要，準確有效的采集燃氣表計量數據成為了燃氣管理部門的重要工作。傳統的燃氣表抄表方式主要依靠人工定時抄表匯總、分析數據，誤錄、漏錄造成抄表數據的準確性和完整性無法保證；具有無線通信功能的燃氣表往往由于抄表距離近導致燃氣公司人員不能準確有效的抄表，用戶體驗較差；另外，針對燃氣公司對無線抄表組網的需求，當前技術方案實現的無線抄表網絡很大程度上存在部署難、易癱瘓、難維護等尷尬問題。

智能云服務和大數據已是當前科技發展和技術創新的主流，作為國家戰略的新型產業--物聯網也逐步走向現實。物聯網產業和技術已逐步滲透到燃氣抄表行業。LoRa擴頻無線通信技術的出現極大的改善了原有技術條件下無線通信抗干擾能力差、穿透能力差、通信距離近等缺點，針對燃氣行業對智能物聯網燃氣表的強烈需求，發明一種基于LoRa擴頻通信技術的燃氣表控制器很有必要。

技術實現要素：

本實用新型要解決的問題是現有的燃氣表的控制存在部署難、易癱瘓、抄表難、維護難等問題，用戶使用舒適度差。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：提供一種基于LoRa擴頻通信技術的物聯網燃氣表控制器。所述基于LoRa擴頻通信技術的物聯網燃氣表控制器，包括微控制器、擴頻無線通信模塊、LED指示電路、數據存儲模塊、閥門控制模塊、模擬脈沖計數模塊和電源管理模塊。

所述微控制器分別與擴頻無線通信模塊、數據存儲模塊、閥門控制模塊、LED指示電路、模擬脈沖計數模塊和電源管理模塊相連。所述數據存儲模塊存儲控制器的相關參數。所述模擬脈沖計數模塊采用雙計量脈沖方式，用于計量檢測燃氣表字輪的轉動并向微控制器發送脈沖信號。

優選地，所述微控制器為RF70C019單片機，其具有高性能微功耗的特點。

進一步地，所述擴頻無線通信模塊為LoRa擴頻無線通信模塊，其通過SPI總線與微控制器的通訊端相連。

優選地，所述LoRa擴頻無線通信模塊為SX1278擴頻無線通信模塊。

進一步地，所述電源管理模塊包括穩壓電路、電源電壓檢測電路和備用電容。所述穩壓電路的輸出端口和微控制器、LED指示電路和擴頻無線通信模塊的電源輸入端口相連接。所述電源電壓檢測電路和微控制器的電壓檢測端口相連接；所述備用電容和系統主電源相連。

進一步地，閥門控制模塊包括集成電路DRV8837和反向脈沖消除電路。所述閥門控制模塊的輸入端和微控制器相連，輸出端和燃氣表的閥門相連接。

優選地，所述的模擬脈沖計數模塊還用于感應外界的磁場干擾信號，并向微控制器發送防磁信號，所述微控制器在檢測到防磁信號時控制閥門控制模塊關閉閥門。

優選地，所述LED指示電路包含LED發光二極管；所述LED發光二極管的狀態與電源的狀態相對應。

本實用新型具有的優點和積極效果是：本申請提供的基于LoRa擴頻通信技術的物聯網燃氣表控制器，采用微功耗設計方案，融合LoRa擴頻無線通信技術，具有穩定可靠，通信距離遠，抗電磁干擾能力強、數據采集準確度高等特點。

本申請提供的燃氣表控制器，具備基于LoRa擴頻無線通信的自組網功能，通過LoRa遠程抄表集中器等設備，可實現自動尋網、自動入網、定時上傳無線數據、遠程監控等功能。為燃氣公司的用氣結算提供了有利的數據支撐，很大程度上方便了燃氣公司的運營管理。

附圖說明

圖1是本申請的流程框圖。

具體實施方式

為了更好的理解本實用新型，下面結合具體實施例和附圖對本實用新型進行進一步的描述。

如圖1所示，本申請公開了一種基于LoRa擴頻通信技術的物聯網燃氣表控制器，包括有微控制器、LED指示電路、擴頻無線通信模塊、數據存儲模塊、閥門控制模塊、模擬脈沖計數模塊及電源管理模塊。

微控制器分別與LED指示電路、擴頻無線通信模塊、數據存儲模塊、閥門控制模塊、模擬脈沖計數模塊及電源管理模塊相連。作為一種實施方式，微控制器采用高性能微功耗的單片機R7F0C019。

LED指示電路包含LED發光二極管。LED發光二極管的狀態與電源的狀態相對應。作為一種實施方式，采用紅色LED發光二極管，其一端與微控制器的控制端相連，另外一端與電源相連。微控制器根據燃氣表的運行參數實時控制LED發光二極管的閃爍、熄滅和長亮三種狀態，分別指示系統運行中的電源低電壓、系統正常和設置模式三種情況，達到簡潔的人機交互效果。

擴頻無線通信模塊為LoRa擴頻無線通信模塊，其通過SPI總線與微控制器的通訊端相連。作為一種實施方式，LoRa擴頻無線通信模塊采用SX1278無線通信模塊。

數據存儲模塊包含有存儲器AT24C02。存儲器AT24C02通過I²C總線與微控制器的通訊端相連。

閥門控制模塊包括集成電路DRV8837和反向脈沖消除電路。閥門控制模塊的輸入端和微控制器相連，輸出端和實際的閥門相連接。

模擬脈沖計數模塊采用雙脈沖計量方式，既可檢測計量脈沖又可檢測外界的磁干擾，并向微控制器發送計量脈沖信號和磁干擾脈沖信號。微控制器接收到計量脈沖信號時進行計量運算處理，接收到磁干擾脈沖信號時能控制所述閥門驅動電路關閉閥門。計量脈沖信號和磁干擾脈沖信號均為低電平信號。

電源管理模塊包括穩壓電路、電源電壓檢測電路和備用電容。穩壓電路的輸出端口和微控制器、LED指示電路和擴頻無線通信模塊的電源輸入端口相連接。電源電壓檢測電路和微控制器的電壓檢測端口相連接。備用電容和系統主電源相連。備用電容與主電源網絡相連，保證了在異常掉電的情況下系統能夠正常關閉閥門并保存運行數據。作為一種實施方式，穩壓電路為集成電路RH5RZ36CA，電源電壓檢測電路為集成電路RH3111H451A。

本實用新型工作時，微控制器首先根據系統運行參數完成各個模塊的狀態初始化，根據燃氣表的實時運行參數控制燃氣表的計量、通信、閥門開關等工作狀態。微控制器根據預設的無線通信參數自動尋找LoRa無線通信網絡并主動加入網絡，設備入網成功后立即向網絡發送設備的運行參數、設備狀態、累計用氣量等實時信息；設備在聯網狀態下每24小時定時上傳一次設備信息并檢測網絡是否正常，上傳數據成功后可及時處理網絡的下行數據，實現遠程監控、遠程閥門控制等操作。設備在連接到LoRa無線通信網絡的情況下，微控制器在檢測到系統電源低電、防磁、掉電等故障時會自動上傳系統當前的運行狀態信息，實現燃氣表故障實時上報功能。

本實用新型工作穩定可靠，通信距離遠，基于LoRa擴頻通信技術的無線自組網功能和遠程抄表功能很大程度上降低了燃氣表的維護費用，提高了燃氣公司的工作效率，為燃氣公司做用氣分期提供了有利保障。

以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內。