LoRa智能路灯方案.docx

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LoRa智能路灯方案

LoRa无线通讯在智能路灯的应用方案

在LED节能路灯逐步普及后，传统城市照明中能源利用率低、路灯状态监控不便等问题逐渐解决，节约了大量的人力物力，然而接下来如何去提高节能路灯监控方案性价比将成为市政建设的必然趋势。

图1市政节能LED灯

智能路灯能根据人流状况、天气情况有效调节灯的亮度，同时能监控灯体的状态，提高维护效率。

图2根据人流状态调节亮度

从电力载波到现今的LoRa技术

传统的路灯传输的电力载波模块优点是可以直接复用供电线作为信号传输线，但受国内普遍不合格电能质量干扰严重，传输效果很不理想且价格较高，亟待优化。

从“降低终端模块成本”、“方便布线且便于维护”等方面考虑，市政路灯管理采用ZigBee短距离可组网的无线传输方案是一个很好的选择。

图3组网方式为多级传输

而要进一步降低成本则要从“减少路由数量”角度考虑，这就要用到远距离传输的LoRa

技术了。

低功耗和远距离传输在无线通讯上向来只能二选一，直到将原本军用的LoRa低功耗广域网技术（即LowPowerWideAreaNetwork技术的一种，简称LPWAN）转为商用。

在发射功率一定时，通常扩频因子被设置得越大，模块可获得的接收灵敏度就越高，通信距离将越远，但会同时导致通信速率降低。

图4灵活可调的扩频因子

LoRa无线传输技术的几大优势

对于未实现智慧市政和已经采用电力载波、短距离无线传输方案而言，要实现对城市内几个大区路灯的实时控制层级精简化，成本低廉化，要同时满足长距离和低功耗两个需求，

LoRa方案在这一领域具备两大优势：

l减少路由，LoRa无线扩频技术，具备-148dBm的接收灵敏度，比起传统470MHz传输，拥有超过两倍的通信距离和覆盖面积，大大减少网关数量和施工成本，以及施工复杂度，传统组网中数量巨大的路由及需要精心计算传输范围内路由最佳放置点的难题也一并解决；

l超强抗干扰，路灯供电电缆及高楼林立的复杂城市路况都会对无线通讯产生很强的干扰作用，LoRa采用ISM频段无线通信技术，融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码，有效保证无线通讯稳定可靠和抗干扰能力；

产品介绍

北京创羿科技推出了CY-LRW-102Lora开关控制器和CY-LRB-101Lora开关检测器--Modbus/Bacnet通讯协议。

方便客户快速搭建合适自身行业的智能窄带物联网产品。

创羿CY-LRW-102Lora开关控制器

远程控制系统包括两端：

开关检测端与开关控制端。

均采用双工传输模式。

检测端检测终端状态，如电灯通断状态，温度传感器的电流信号，水流传感器的电流信号等等。

电灯控制:

将开关控制端继电器串联进入电灯回路中做开关使用，装置会检测电灯通断状态并将状态通过LoRa无线传输返回给开关检测端，开关检测端再将状态中转给DDC等设备，以便于控制。

DDC等设备也可以控制电灯通断，当得知电灯状态时，可通过DDC等设备将控制开关信号发给开关检测端，再由开关检测端将通断控制信号发送到开关控制端，从而控制电灯的亮与灭。

传感器信号采集与设备控制：

当需要采集温度，水流，压力等信息并根据环境信息变化来控制设备运行功率与运行状态时，就需要将传感器（如温度传感器，压力传感器等）接入开关控制端，通过A/DD/A（数模转换）芯片将传感器传输的电流，电压等信号转换为数字信号即温度值压力值等，再由LoRa无线传送给开关检测端，开关检测端将这些接收到的数字信号通过A/DD/A（数模转换）芯片恢复为模拟电流电压信号，传送给DDC等设备。

DDC等设备可传送模拟量信号给开关检测端，开关检测端将这些电流，电压等模拟信号通过数模转换芯片转换成数字值，单片机将这些数字值通过LoRa无线传输给开关控制端，此时需控制的设备可接开关控制端，经过开关控制端对信号的判断与恢复，可控制设备运行状态等。

创羿Lora开关检测器CY-LRW-102是一种物联网无线数据终端，利用公用蜂窝网络为用户提供无线长距离数据传输功能,同时利用LoRa无线传输技术进行短距离数据传输。

该产品采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台；低功耗设计，最低功耗小于5mA@12VDC；提供1路ADC,2路I/O，可实现数字量输入输出、脉冲输出、模拟量输入、脉冲计数等功能。

开关通断检测，通过直接检测继电器开关端电压来检测是否通断，避免检测失误或由于继电器损坏造成的误检测。

开关控制端通过实时检测的方式，当所导通设备一旦出现故障，导致继电器两端出现断开，开关控制端将第一时间通知开关检测端，以通知控制单元设备。

采用进口8位数模转换芯片，采集传感器返回的模拟量，并进行模数转换，将数字量传送给LoRa进行发送。

开关检测端接收数字信号，并发送给8位数模转换芯片，转换芯片将数字量转换为模拟量传递给控制模拟量接收端。

指标项

参数要求

支持标准470-510CN频段，410MHz-441MHz，1000KHz470MHz-

通信标准及频段

510MHz

支持868频段，863MHz-870MHz

支持915频段，902MHz-928MHz

户外/视距通信距离

16.5km

通信理论带宽

6级可调（0.3、0.6、1.0、1.8、3.1、5.5Kbps）

灵敏度

-140Bm

最大串口数据

4KBytes

接收数据电流

<22mA@5VDC

发送数据电流

180~200mA@5VDC（最大脉冲电流≤400mA）

供电电压

5V2A

工作电流

上电开机：

<12V/140mA

最大电流：

<12V/400mA

工作温度

-40-85℃湿度10%-90%RH无冷凝

供电

项目

内

容

标准电源

DC5V/2A

供电范围

DC5~36V

功耗

工作状态

功耗

通信状态

45~165mA@12VDC（2G:

45~55mA

3G:

80~165mA

4G:

75~95mA）

105~365mA@5VDC（2G:

105~115mA

3G:

165~365mA

4G:

150~200mA）

待机状态

35~50mA@12VDC

55~105mA@5VDC

休眠状态

3mA@12VDC

6mA@5VDC

物理特性

项目

内

容

外壳

塑料外壳，保护等级IP20~IP40。

外壳和系统安全隔离，特别适合工控现场

应用

外形尺寸

98x108x38mm（不包括天线和安装件）

重量

205g

其它参数

项目

内

容

工作温度

-35~+75oC（-22~+167℉）

储存温度

-40~+85oC（-40~+185℉）

相对湿度

60%（无凝结）

传输距离远，抗干扰能力强。

体积小，安装简单，可大大减小布线资源。

状态反馈，事实掌握设备状态，避免误控制。

控制可靠性高。

功能特点

LoRa（远程）扩频技术

半双工通信

超强抗干扰性（信道抑制比：

56db）

高接收灵敏度-139dbm（32M无源10ppm晶体）

ISM多波段，不需要申请频率免费使用

多频率可选，多种传输速率。

可在FDMA及调试技术中应用。

智能复位、状态监测、数字模拟量转换、远程传输

低功耗接受电流：

（4-20mA）

256位FIFOTX/RX

RSSI信道监测功能

传输模式：

FIFO/直接模式（推荐FIFO包模式）

配置：

AFC/空中唤醒功能/低功耗/载波监听/FEC纠错/AEC加密

超远距离传输空旷远可达5KM

工业级应用设计

采用高性能工业级LoRa模块采用高性能工业级无线模块采用高性能工业级32位通信处理器，低功耗设计，支持多级休眠和唤醒模式，最大限度降低功耗采用塑料外壳，保护等级IP20-40。

金属外壳和系统安全隔离，特别适合于工控现场的应用。

电源输入（DC0~10V）。

稳定可靠

WDT看门狗设计，保证系统稳定。

采用完备的防掉线机制，保证数据终端永远在线。

电源接口内置反相保护和过压保护。

天线接口防雷保护（可选）。

标准易用

采用工业端子接口，特别适合于工业现场应用。

可定制TTL电平串口，可定制ADC。

智能型数据终端，上电即可进入数据传输状态。

提供功能强大的中心管理软件，方便设备管理（可选）。

使用方便，灵活，多种工作模式选择方便的系统配置和维护接口。

支持串口软件升级和远程维护。

功能强大

支持TCPserver功能，可同时支持4个TCP连接（可选）。

支持双数据中心备份传输及多数据中心同步传输（5个数据中心）。

提供2路I/O，可实现2路数字量输入输出；可定制2路脉冲输出、2路模拟量输入、2路脉冲计数功能。

支持多种上下线触发模式，包括串口数据触发上下线模式，支持根据域名和IP地址访问中心，内嵌标准的TCP/IP协议栈，支持透明数据传输。

支持APN/VPDN。

支持LoRa传输。

应用领域

该产品已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业，如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、军事、空间探索、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。

创羿CY-LRB-101Lora开关检测器--Modbus/Bacnet通讯协议

远程控制系统包括两端：

开关检测端与开关控制端。

均采用双工传输模式。

检测端检测终端状态，如电灯通断状态，温度传感器的电流信号，水流传感器的电流信号等等。

电灯控制:

将开关控制端继电器串联进入电灯回路中做开关使用，装置会检测电灯通断状态并将状态通过LoRa无线传输返回给开关检测端，开关检测端再将状态中转给DDC等设备，以便于控制。

DDC等设备也可以控制电灯通断，当得知电灯状态时，可通过DDC等设备将控制开关信号发给开关检测端，再由开关检测端将通断控制信号发送到开关控制端，从而控制电灯的亮与灭。

传感器信号采集与设备控制：

当需要采集温度，水流，压力等信息并根据环境信息变化来控制设备运行功率与运行状态时，就需要将传感器（如温度传感器，压力传感器等）接入开关控制端，通过A/DD/A（数模转换）芯片将传感器传输的电流，电压等信号转换为数字信号即温度值压力值等，再由LoRa无线传送给开关检测端，开关检测端将这些接收到的数字信号通过A/DD/A（数模转换）芯片恢复为模拟电流电压信号，传送给DDC等设备。

DDC等设备可传送模拟量信号给开关检测端，开关检测端将这些电流，电压等模拟信号通过数模转换芯片转换成数字值，单片机将这些数字值通过LoRa无线传输给开关控制端，此时需控制的设备可接开关控制端，经过开关控制端对信号的判断与恢复，可控制设备运行状态等。

创羿Lora开关检测器CY-LRB-101是一种物联网无线数据终端，利用公用蜂窝网络为用户提供无线长距离数据传输功能,同时利用LoRa无线传输技术进行短距离数据传输。

该产品采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，同时提供RS232和RS485（或RS422）接口，可直接连接串口设备，实现数据透明传输功能；低功耗设计，最低功耗小于5mA@12VDC；提供1路ADC,2路I/O，可实现数字量输入输出、脉冲输出、模拟量输入、脉冲计数等功能。

开关通断检测，通过直接检测继电器开关端电压来检测是否通断，避免检测失误或由于继电器损坏造成的误检测。

开关控制端通过实时检测的方式，当所导通设备一旦出现故障，导致继电器两端出现断开，开关控制端将第一时间通知开关检测端，以通知控制单元设备。

采用进口8位数模转换芯片，采集传感器返回的模拟量，并进行模数转换，将数字量传送给LoRa进行发送。

开关检测端接收数字信号，并发送给8位数模转换芯片，转换芯片将数字量转换为模拟量传递给控制模拟量接收端。

指标项

参数要求

支持标准470-510CN频段，410MHz-441MHz，1000KHz470MHz-

通信标准及频段

510MHz

支持868频段，863MHz-870MHz

支持915频段，902MHz-928MHz

户外/视距通信距离

5km

通信理论带宽

6级可调（0.3、0.6、1.0、1.8、3.1、5.5Kbps）

灵敏度

-140Bm

最大串口数据

4KBytes

接收数据电流

<22mA@5VDC

发送数据电流

180~200mA@5VDC（最大脉冲电流≤400mA）

供电电压

5V2A/220VAD2A

工作电流

上电开机：

<5V/140mA或<220V/140mA

最大电流：

<5V/400mA或<220V/140mA

工作温度

-40-85℃湿度10%-90%RH无冷凝

供电

项目

内容

标准电源

AC220V/2A或DC5V/2A

功耗

工作状态

功耗

通信状态

>600mA@220VAC

>600mA@5VDC

待机状态

55~105mA@220VAC

55~105mA@5VDC

物理特性

项目

内

容

外壳

塑料外壳，保护等级IP20-40。

外壳和系统安全隔离，特别适合工控现场应用

外形尺寸

188x108x48mm（不包括天线和安装件）

重量

265g

其它参数

项目

内

容

工作温度

-35~+75oC（-22~+167℉）

储存温度

-40~+85oC（-40~+185℉）

相对湿度

60%（无凝结）

传输距离远，抗干扰能力强。

体积小，安装简单，可大大减小布线资源。

状态反馈，事实掌握设备状态，避免误控制。

控制可靠性高。

配置连接

在对CY-LRB-101进行配置前，需要通过出厂配置的RS232串口线或RS232-485转换线把CY-LRB-101和用于配置的PC连接起来。

参数配置方式介绍

CY-LRB-101的参数配置方式有两种：

通过专门的配置软件：

所有的配置都通过软件界面的相应条目进行配置，这种配置方式适合于用户方便用PC机进行配置的情况。

通过扩展AT命令（以下简称AT命令）的方式进行配置：

在这种配置方式下，用户只需要有串口通信的程序就可以配置CY-LRB-101基站的所有的参数，比如WINDOWS下的超级终端，LINUX下的minicom,putty等，或者直接由用户的单片机系统对设备进行配置。

在运用扩展AT命令对CY-LRB-101进行配置前需要让CY-LRB-101进入配置状态，其步骤请参考附录。

功能特点

LoRa（远程）扩频技术

半双工通信

超强抗干扰性（信道抑制比：

56db）

高接收灵敏度-139dbm（32M无源10ppm晶体）

ISM多波段，不需要申请频率免费使用

多频率可选，多种传输速率。

可在FDMA及调试技术中应用。

智能复位、状态监测、数字模拟量转换、远程传输

低功耗接受电流：

10-12mA

256位FIFOTX/RX

RSSI信道监测功能

传输模式：

FIFO/直接模式（推荐FIFO包模式）

配置：

AFC/空中唤醒功能/低功耗/载波监听/FEC纠错/AEC加密

超远距离传输空旷远可达5KM

扩展功能

设备包含外接继电器驱动功能，可驱动5V~24V电压驱动继电器，使用时需将自带5V驱动跳线断开，并接入相应外接驱动电源DC5V~24V电源，可直接驱动相应电压继电器。

（接入外接电源时需将内置5V跳线断开，且为所有继电器端口同事改变驱动电压，并非单独改变）

工业级应用设计

采用高性能工业级LoRa模块采用高性能工业级无线模块采用高性能工业级32位通信处理器，低功耗设计，支持多级休眠和唤醒模式，最大限度降低功耗采用塑料外壳，保护等级IP20-40。

塑料外壳和系统安全隔离，特别适合于工控现场的应用。

电源输入（DC5~36V）。

稳定可靠

WDT看门狗设计，保证系统稳定；采用完备的防掉线机制，保证数据终端永远在线；RS232/RS485/RS422接口内置15KVESD保护；电源接口内置反相保护和过压保护；天线接口防雷保护（可选）。

标准易用

采用工业端子接口，特别适合于工业现场应用；提供2路标准RS232和1路标准RS485（或RS422）接口，可直接连接串口设备；可定制TTL电平串口，可定制ADC；智能型数据终端，上电即可进入数据传输状态；提供功能强大的中心管理软件，方便设备管理（可选）；使用方便，灵活，多种工作模式选择方便的系统配置和维护接口；支持串口软件升级和远程维护。

功能强大

支持TCPserver功能，可同时支持4个TCP连接（可选）；支持双数据中心备份传输及多数据中心同步传输（5个数据中心）；提供2路I/O，可实现2路数字量输入输出；可定制2路脉冲输出、2路模拟量输入、2路脉冲计数功能；支持多种上下线触发模式，包括串口数据触发上下线模式，支持根据域名和IP地址访问中心，内嵌标准TCP/IP协议栈，支持透明数据传输；支持APN/VPDN；支持LoRa传输。

工作模式

连接协议设置

针对不同的客户需求CY-LRB-101可以配置成多种协议模式。

注：

不同的协议模式下，配置工具会根据当前的协议模式展现不同参数配置项，客户只需根据展现的参数配置项配置即可。

PORT协议设置

心跳包采用TCP协议，数据通信也采用TCP协议，心跳包和数据通信采用同一个TCP连接，需配置8位设备ID号。

DCTCP协议设置

电力相关通讯协议，采用TCP协议传输。

自定义协议设置：

服务端模式。

支持TCP或UDP传输协议。

应用领域

该产品已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业，如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、军事、空间探索、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。

创羿CY-LRW-101Lora开关检测器

远程控制系统包括两端：

开关检测端与开关控制端。

均采用双工传输模式。

检测端检测终端状态，如电灯通断状态，温度传感器的电流信号，水流传感器的电流信号等等。

电灯控制:

将开关控制端继电器串联进入电灯回路中做开关使用，装置会检测电灯通断状态并将状态通过LoRa无线传输返回给开关检测端，开关检测端再将状态中转给DDC等设备，以便于控制。

DDC等设备也可以控制电灯通断，当得知电灯状态时，可通过DDC等设备将控制开关信号发给开关检测端，再由开关检测端将通断控制信号发送到开关控制端，从而控制电灯的亮与灭。

传感器信号采集与设备控制：

当需要采集温度，水流，压力等信息并根据环境信息变化来控制设备运行功率与运行状态时，就需要将传感器（如温度传感器，压力传感器等）接入开关控制端，通过A/DD/A（数模转换）芯片将传感器传输的电流，电压等信号转换为数字信号即温度值压力值等，再由LoRa无线传送给开关检测端，开关检测端将这些接收到的数字信号通过A/DD/A（数模转换）芯片恢复为模拟电流电压信号，传送给DDC等设备。

DDC等设备可传送模拟量信号给开关检测端，开关检测端将这些电流，电压等模拟信号通过数模转换芯片转换成数字值，单片机将这些数字值通过LoRa无线传输给开关控制端，此时需控制的设备可接开关控制端，经过开关控制端对信号的判断与恢复，可控制设备运行状态等。

创羿Lora开关检测器CY-LRW-101是一种物联网无线数据终端，利用公用蜂窝网络为用户提供无线长距离数据传输功能,同时利用LoRa无线传输技术进行短距离数据传输。

该产品采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台；低功耗设计，最低功耗小于5mA@12VDC；提供1路ADC,2路I/O，可实现数字量输入输出、脉冲输出、模拟量输入、脉冲计数等功能。

开关通断检测，通过直接检测继电器开关端电压来检测是否通断，避免检测失误或由于继电器损坏造成的误检测。

开关控制端通过实时检测的方式，当所导通设备一旦出现故障，导致继电器两端出现断开，开关控制端将第一时间通知开关检测端，以通知控制单元设备。

采用进口8位数模转换芯片，采集传感器返回的模拟量，并进行模数转换，将数字量传送给LoRa进行发送。

开关检测端接收数字信号，并发送给8位数模转换芯片，转换芯片将数字量转换为模拟量传递给控制模拟量接收端。

指标项

参数要求

支持标准470-510CN频段，410MHz-441MHz，1000KHz470MHz-

通信标准及频段

510MHz

支持868频段，863MHz-870MHz

支持915频段，902MHz-928MHz

户外/视距通信距离

16.5km

通信理论带宽

6级可调（0.3、0.6、1.0、1.8、3.1、5.5Kbps）

灵敏度

-140Bm

最大串口数据

4KBytes

接收数据电流

<22mA@5VDC

发送数据电流

180~200mA@5VDC（最大脉冲电流≤400mA）

供电电压

5V2A

工作电流

上电开机：

<12V/140mA

最大电流：

<12V/400mA

工作温度

-40-85℃湿度10%-90%RH无冷凝

供电

项目

内

容

标准电源

DC5V/2A

供电范围

DC5~36V

功耗

工作状态

功耗

通信状态

45~165mA@12VDC（2