基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統.pdf

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1、(19)中華人民共和國國家知識產權局 (12)實用新型專利 (10)授權公告號 (45)授權公告日 (21)申請號 201921801735.9 (22)申請日 2019.10.25 (73)專利權人 深圳市前海打望技術有限公司 地址 518052 廣東省深圳市前海深港合作 區前灣一路1號A棟201室 (72)發明人 李嚴榮李代彬朱正城 (74)專利代理機構 重慶輝騰律師事務所 50215 代理人 王海軍 (51)Int.Cl. H04L 29/08(2006.01) H04W 4/38(2018.01) H04W 88/16(2009.01) G02B 23/00(2006.01) (54)。

2、實用新型名稱 一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統 (57)摘要 本實用新型涉及望遠鏡技術領域， 具體為一 種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統； 包括觀光望 遠鏡、 LoRa網關、 觀光望遠鏡控制平臺以及控制 端； 觀光望遠鏡包括望遠鏡本體、 主控模塊以及 LoRa傳感器； 所述LoRa網關包括LoRa信號模塊、 微處理器以及2G/3G/4G/5G模塊/以太網接口； 觀 光望遠鏡通過LoRa傳感器與觀光望遠鏡控制平 臺的LoRa信號模塊通信連接； LoRa網關的2G/3G/ 4G/5G模塊/以太網接口通過無線/寬帶與所述觀 光望遠鏡控制平臺通信； 控制端從觀光望遠鏡控 制平臺獲取數據信息。 本。

3、實用新型通過采用LoRa 技術將控制平臺與望遠鏡終端連接， 具有低功耗 良好及穩定的通信質量， 且能大大縮小成本。 權利要求書1頁 說明書4頁 附圖3頁 CN 210469385 U 2020.05.05 CN 210469385 U 1.一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統， 其特征在于， 所述觀光望遠鏡系統包括觀光 望遠鏡、 LoRa網關、 觀光望遠鏡控制平臺以及控制端； 所述觀光望遠鏡包括望遠鏡本體、 主 控模塊以及LoRa傳感器； 所述LoRa網關包括LoRa信號模塊、 微處理器以及2G/3G/4G/5G模 塊/以太網接口； 所述觀光望遠鏡通過LoRa傳感器與觀光望遠鏡控制平臺的LoR。

4、a信號模塊 通信連接； LoRa網關的2G/3G/4G/5G模塊/以太網接口通過無線/寬帶與所述觀光望遠鏡控 制平臺通信； 所述微處理器分別與LoRa信號模塊和2G/3G/4G/5G模塊/以太網接口連接； 所 述控制端從所述觀光望遠鏡控制平臺獲取數據信息。 2.根據權利要求1所述的一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統， 其特征在于， 所述觀光 望遠鏡還包括與主控模塊相連接的電源模塊、 遮光器； 所述主控模塊用于控制遮光器動作、 記錄電源模塊的電量并通過LoRa傳感器發送到觀光望遠鏡控制平臺中； 所述遮光器用于遮 擋望遠鏡本體的物鏡與目鏡之間的光路； 所述電源模塊為其他模塊和遮光器提供電源。 3。

5、.根據權利要求2所述的一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統， 其特征在于， 所述遮光 器還包括驅動電機、 旋轉齒輪、 遮光板材以及驅動電路； 所述驅動電路控制驅動電機通過旋 轉齒輪帶動遮光板材進行運動， 從而對望遠鏡本體的物鏡與目鏡之間的光路進行遮擋或開 通。 4.根據權利要求1所述的一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統， 其特征在于， 所述LoRa 傳感器包括RF射頻芯片以及與所述RF射頻芯片相連接的RF收發天線和晶振電路， 在所述RF 射頻芯片和所述RF收發天線之間設有射頻開關， 所述射頻開關與所述主控模塊相連接。 5.根據權利要求4所述的一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統， 其特征在于。

6、， 所述收發 天線的收發頻率470Mhz。 6.根據權利要求1所述的一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統， 其特征在于， 所述LoRa 信號模塊包括LoRa射頻芯片、 LoRa收發天線、 集線器、 上行鏈路模塊、 下行鏈路模塊以及網 關協議轉換模塊； 所述LoRa收發天線用于發送或接收LoRa傳感器的報文； 所述上行鏈路模 塊獲取來自LoRa傳感器傳送的報文； 所述下行鏈路模塊產生向LoRa傳感器發送的報文； 所 述LoRa射頻芯片向LoRa傳感器發送的報文轉換為射頻信號； 所述網關協議轉換模塊將接收 到的LoRa傳感器傳送的報文轉換為TCP/IP格式； 所述集線器與微處理器連接， 并對微處理。

7、 器的端口進行擴展， 以連接LoRa信號模塊以及2G/3G/4G/5G模塊/以太網接口。 權利要求書 1/1 頁 2 CN 210469385 U 2 一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統 技術領域 0001 本實用新型涉及望遠鏡技術領域， 尤其涉及一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系 統。 背景技術 0002 觀光望遠鏡是一種現在比較流行的旅游觀光產品， 因其能擴展視距的功能， 得到 了廣大旅游觀光人士的熱力追捧。 現有的觀光望遠鏡為獨立安裝且地域分布較分散， 對于 日后的管理維護工作量很大， 且無法實時獲知設備的狀態， 設備發生故障時也無法通知到 維護人員， 完全依靠經驗判定。 現在的觀光望。

8、遠鏡存在以下問題： 管理維護人員無法實時獲 知設備運行的狀態。 設備發生故障時無法及時通知到管理維護人員， 維護效率低。 無法方便 統計每臺設備每天的收益情況等各類數據。 無法運程操作打開關閉等調試望遠鏡。 望遠鏡 處于全時段開機狀態， 不能由景區的營業時間匹配望遠鏡的工作及休眠時間， 望遠鏡功耗 較大， 縮短電池的續航時間。 0003 另有部分觀光望遠鏡通過GPRS或者4G模塊， 但GPRS或者4G網絡容量相對較小， 觀 光望遠鏡所置于的位置及周邊環境， 網絡信號覆蓋不足及環境干擾引起的信號差， 至使通 訊不穩定易掉線問題出現。 硬件成本較高且功耗較大， 增加后續的維護成本。 實用新型內容 。

9、0004 本實用新型的目的在于提供一種觀光望遠鏡的LoRa通訊組網方式， 用于解決一種 具備后臺管理系統的可移動支付的觀光望遠鏡終端與后臺系統的通訊穩定性。 0005 本實用新型的一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統， 所述觀光望遠鏡系統包括觀 光望遠鏡、 LoRa網關、 觀光望遠鏡控制平臺以及控制端； 所述觀光望遠鏡包括望遠鏡本體、 主控模塊以及LoRa傳感器； 所述LoRa網關(基站)包括 LoRa信號模塊、 微處理器以及2G/3G/ 4G/5G模塊/以太網接口； 所述觀光望遠鏡通過LoRa傳感器與觀光望遠鏡控制平臺的LoRa信 號模塊通信連接； LoRa 網關的網關轉換協議/2G/3G/。

10、4G/5G模塊/以太網接口通過無線/寬 帶與所述觀光望遠鏡控制平臺通信； 所述控制端從所述觀光望遠鏡控制平臺獲取數據信 息。 0006 進一步的， 所述觀光望遠鏡還包括與主控模塊相連接的電源模塊、 遮光器； 所述主 控模塊用于控制遮光器動作、 記錄電源模塊的電量并通過LoRa傳感器發送到觀光望遠鏡控 制平臺中； 所述遮光器用于遮擋望遠鏡本體的物鏡與目鏡之間的光路； 所述電源模塊為其 他模塊和遮光器提供電源。 0007 進一步的， 所述遮光器還包括驅動電機、 旋轉齒輪、 遮光板材以及驅動電路； 所述 驅動電路控制驅動電機通過旋轉齒輪帶動遮光板材進行運動， 從而對望遠鏡本體的物鏡與 目鏡之間的光路。

11、進行遮擋或開通。 0008 進一步的， 所述LoRa傳感器包括RF射頻芯片以及與所述RF射頻芯片相連接的RF收 發天線和晶振電路， 在所述RF射頻芯片和所述RF收發天線之間設有射頻開關， 所述射頻開 說明書 1/4 頁 3 CN 210469385 U 3 關與所述主控模塊相連接。 0009 優選的， 所述收發天線的收發頻率470Mhz。 0010 進一步的， 所述LoRa信號模塊包括LoRa射頻芯片、 LoRa收發天線、 集線器、 上行鏈 路模塊、 下行鏈路模塊以及網關協議轉換模塊； 所述LoRa收發天線用于發送或接收LoRa傳 感器的報文； 所述上行鏈路模塊獲取來自LoRa傳感器傳送的報文。

12、； 所述下行鏈路模塊產生 向LoRa傳感器發送的報文； 所述LoRa射頻芯片向LoRa傳感器發送的報文轉換為射頻信號； 所述網關協議轉換模塊將接收到的LoRa傳感器傳送的報文轉換為TCP/IP格式； 所述集線器 與微處理器連接， 并對微處理器的端口進行擴展， 以連接LoRa信號模塊以及2G/3G/4G/5G 模塊/以太網接口。 0011 本實用新型公開的一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統， 相比現有技術而言的有 益效果在于， 通過采用LoRa通信技術將觀光望遠鏡控制平臺與觀光望遠鏡進行連接， 能夠 提供一種簡單的能實現超遠距離、 低功耗、 覆蓋廣、 穿透性強、 大容量、 低成本且穩定的望遠 。

13、鏡物聯通訊系統。 控制端能夠通過觀光望遠鏡控制平臺獲取到各個觀光望遠鏡的運行狀 態， 還能夠通過控制遮光器遠程調試觀光望遠鏡。 另外， 本實用新型采用的LoRa通信技術具 有低功耗通訊距離遠， LoRa通信模塊的靈敏度高達-139dBm， 通訊距離大于7000米， 解決了 低功耗和遠距離不能兼得的難題； 靈敏度高、 抗干擾性強； 硬件成本低， 易于建設和部署等 優勢。 另一方面， 鑒于觀光望遠鏡所置于的位置及周邊環境， LoRa技術彌補了2G/3G/4G/5G 網絡因覆蓋及環境干擾引起的信號差， 通訊不穩定易掉線問題。 附圖說明 0012 圖1為本實用新型的一種觀光望遠鏡系統結構圖； 0013。

14、 圖2為本實用新型中LoRa網關的一種優選結構圖； 0014 圖3為本實用新型的觀光望遠鏡系統部分結構圖。 具體實施方式 0015 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案， 下面將結合附圖， 對 本發明實施例中的技術方案進行清楚、 完整地描述， 顯然， 所描述的實施例僅僅是本發明一 部分實施例， 而不是全部的實施例。 基于本發明中的實施例， 本領域普通技術人員在不付出 創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例， 都屬于本發明保護的范圍。 0016 本本實施例給出了一種基于LoRa通信的觀光望遠鏡系統， 如圖1所示， 0017 所述觀光望遠鏡系統包括觀光望遠鏡、 LoRa網關、 觀光望。

15、遠鏡控制平臺以及控制 端； 0018 其中， 控制端包括移動控制端例如智能手機， 平板等設備； 固定控制端例如PC電腦 以及控制服務器等。 0019 所述觀光望遠鏡包括望遠鏡本體、 主控模塊以及LoRa傳感器； 所述LoRa 網關包括 LoRa信號模塊、 微處理器以及2G/3G/4G/5G模塊/以太網接口； 所述觀光望遠鏡通過LoRa傳 感器與觀光望遠鏡控制平臺的LoRa信號模塊通信連接； LoRa網關的2G/3G/4G/5G模塊/以太 網接口通過無線/寬帶與所述觀光望遠鏡控制平臺通信； 所述微處理器分別與LoRa信號模 塊和2G/3G/4G/5G模塊/以太網接口連接； 所述控制端從所述觀光望。

16、遠鏡控制平臺獲取數據 說明書 2/4 頁 4 CN 210469385 U 4 信息。 0020 在一個實施例中， 如圖2所示， 微控制器控制LoRa信號模塊以及 2G/3G/4G/5G模 塊/以太網接口； 所述LoRa信號模塊包括LoRa射頻芯片、 LoRa 收發天線、 集線器、 上行鏈路 模塊、 下行鏈路模塊以及網關協議轉換模塊； 0021 所述集線器與微處理器連接， 并對微處理器的端口進行擴展， 以連接LoRa 信號模 塊以及2G/3G/4G/5G模塊/以太網接口； 所述LoRa收發天線用于發送或接收LoRa傳感器的報 文； 一方面， 所述LoRa射頻芯片將向LoRa傳感器發送的報文轉換。

17、為射頻信號； 微控制器將射 頻信號傳送至下行鏈路模塊， 下行鏈路模塊通過LoRa收發天線發送給LoRa傳感器； 另一方 面， 所述上行鏈路模塊獲取來自LoRa傳感器傳送的報文； 所述網關協議轉換模塊將接收到 的來自LoRa 傳感器傳送的報文轉換為TCP/IP格式， 微控制器通過集線器通過2G/3G/4G/5G 模塊/以太網接口傳送給觀光望遠鏡控制平臺或/和互聯網。 0022 在另一個可選實施例中， LoRa網關可以不拘于上述特定形式， 可以利用傳統的信 號塔、 工業基站甚至是便攜式家庭網關來進行。 0023 如圖3所示， 本實施例在上述實施例的基礎上， 所述觀光望遠鏡還包括與主控模塊 相連接的。

18、電源模塊、 遮光器； 所述主控模塊用于控制遮光器動作、 記錄電源模塊的電量并通 過LoRa傳感器發送到觀光望遠鏡控制平臺中； 所述遮光器用于遮擋望遠鏡本體的物鏡與目 鏡之間的光路； 所述電源模塊為其他模塊和遮光器提供電源。 0024 所述遮光器還包括驅動電機、 旋轉齒輪、 遮光板材以及驅動電路； 所述驅動電路控 制驅動電機通過旋轉齒輪帶動遮光板材進行運動， 從而對望遠鏡本體的物鏡與目鏡之間的 光路進行遮擋或開通； 其中， 遮光板材為光閥葉片， 可分為左右光閥葉片， 安裝在物鏡與目 鏡之間。 0025 作為一種可選方式， 所述電源模塊采用MCP1700T的電路； 0026 作為一種可選方式， 所。

19、述驅動電路包括低壓供電電路、 RC濾波器， 控制芯片和反擊 式電路； 低壓供電電路將直流電壓進行分壓， 為主控模塊系統提供電源， RC濾波器將主控模 塊產生的寬脈沖信號進行濾波， 產生模擬電壓信號， 該信號驅動電機， 電機帶動遮光板材進 行轉動， 對望遠鏡本體進行遮擋， 控制芯片根據產生的模擬電壓信號來調整反擊式電路的 輸出電流的峰值， 從而實現對遮光板材運動角度的控制。 0027 在一種實現方式， LoRa傳感器與LaRa網關之間進行通信， 需要兩者在同一個信道、 處于同一頻率， 且需要對方的地址， 因此需要對LoRa傳感器進行相應的配置(包括頻率、 信 道和通信目標地址等信息的配置)， 配。

20、置完成后才通過 LoRa網關進行通信。 0028 在一個補充實現方式中， 所述控制端控制LoRa信號模塊占用多個無線通道中的一 個通道作為工作通道， 并且為同一通道。 0029 本實用新型采用的LoRa網關是一種基于1GHz以下的超長距低功耗數據傳輸技術， 其接受靈敏度達到了驚人的-148dbm， LoRa融合了數字擴頻， 數字信號處理和前向糾錯編碼 枝術， 使用 “鏈路預算” 的定量指標， 鏈路預算包括影響接收端信號強度的每一個變量， 發射 功率加上接收靈敏度。 具有功耗低覆蓋范圍廣、 穿透性強的特點。 一個標準的通訊網關可以 接入5到10公里內上萬個無線傳感器節點， 其效率遠高于傳統點對點。

21、的通訊方式； 因此， 一 個標準的通訊網關基本上可以容納5到10公里內上萬個本實用新型中的觀光望遠鏡進行 LoRa通信。 說明書 3/4 頁 5 CN 210469385 U 5 0030 本實用新型中LoRa網關的報文分為上行和下行。 上行是從LoRa傳感器到 LoRa網 關的， 下行是LoRa網關到LoRa傳感器的， 且僅作為回復。 所述LoRa 網關包含網關轉換協議， 把LoRa傳感器的數據轉換為TCP/IP的格式發送到 internet上。 0031 上述技術方案僅體現了本實用新型技術方案的優選技術方案， 本技術領域的技術 人員對其中某些部分所可能做出的一些變動均體現了本實用新型的原理。

22、， 屬于本實用新型 的保護范圍之內。 0032 在本實用新型中， 除非另有明確的規定和限定， 術語 “安裝” 、“設置” 、“連接” 、“固 定” 等術語應做廣義理解， 例如， 可以是固定連接， 也可以是可拆卸連接， 或成一體； 可以是 機械連接， 也可以是電連接； 可以是直接相連， 也可以通過中間媒介間接相連， 可以是兩個 元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系， 除非另有明確的限定， 對于本領域的普通技 術人員而言， 可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。 0033 盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例， 對于本領域的普通技術人員而言， 可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、 修 改、 替換和變型， 本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。 說明書 4/4 頁 6 CN 210469385 U 6 圖1 說明書附圖 1/3 頁 7 CN 210469385 U 7 圖2 說明書附圖 2/3 頁 8 CN 210469385 U 8 圖3 說明書附圖 3/3 頁 9 CN 210469385 U 9 。