LoRa智能生产线管理解决方案.docx

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LoRa智能生产线管理解决方案

基于LoRa模块的智能生产线

管理解决方案

北京创羿兴晟科技发展有限公司

一、方案背景

当今很多工厂生产线上，传统的模式，需要人员去清点每台机器每日的产量，来计算工人每月的工作产量，并且得出相应的工资。

这种人工方式需有专门的人员去做这个数据统计，费时费力，且容易出现人为统计失误问题，导致工厂运营成本的增加。

再者，人工统计的方式存在数据更新不及时的问题，今天看到的还是昨天统计的生产进度，信息滞后，给管理者带来一定的困扰。

应用LoRa技术的计件自动化可以解决这些问题。

此外，在一些大型工厂内，数控机床设备数量庞大，成百上千，对于这些机床的管理成为了一个难题，如不能及时发现哪台数控机床发生了故障，全年的故障率是否偏高。

对机床设备故障状态的实时监控、统计全年故障率以及时更换掉异常设备，对于管理人员来说，显得尤为重要。

下面是LoRa无线传输技术应用于工厂生产车间智能计件管理、产线设备监控的解决方案拓扑图，可实现对多个生产车间的智能管理。

当生产数据汇总到服务器后，可在服务器本地实时查看，也可开发相应的手机app、web服务器，即使人员外出，也能在远程端便捷管理。

二、方案网络拓扑图

CY-LRW-101

CY-LRW-101

CY-LRB-101

系统工作过程：

将LoRa模块嵌入到计件传感器，传感器采集产量信息，通过TTL串口发送给LoRa模块，LoRa模块与网关F8926-L通过LoRa网络建立无线连接，网关再通过网线、3G、4G网络以TCP/IP协议将生产相关数据汇总到服务器上。

在服务器部署web平台，管理人员可通过浏览器登陆服务器查看生产数据，对产量产能进行实时监控，科学管理。

同时可开发手机app，连接到服务器，从服务器下载生产数据，随时随地办公，方便快捷。

一些加工厂数控车床点数较多，需要实时监控数控车床的运行状态，如是否发生了故障。

车床的故障状态信号由无源开关量或者高低电平给出，接F8L10TLoRa终端的GPIO采集端口，由F8L10T采集并上报给LoRa网关，通过网线或者3/4g网络传输给服务器。

管理人员可远程轻易地掌握设备运行状态，对产能进行管理。

三、方案特点

1、抗干扰：

得益于LoRa扩频调制解调技术优异的抗干扰性能、FEC前向纠错技术，及433MHZ频段，相比2.4G的zigbee和wifi等无线技术，特别适合工厂生产车间复杂的金属设备环境。

2、免布线：

采用LoRa无线技术，无需布线，安装即可使用，省去现场施工人工成本。

3、灵活性：

根据工厂现场环境，网关可选择通过RJ45、3G、4G网络，甚至是RS232\RS485串口连接到服务器。

4、便利性：

生产管理人员通过手机app、浏览器随时随地可查看生产数据、生产设备运行状态进行管理，相比传统人工记录统计的方式，大大提高了效率。

四、产品介绍

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

产品介绍

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。

产品结构

检测方式

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。

产品参数

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）

设备优势

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

产品特征

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

产品介绍

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。

产品结构

检测方式

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。

产品参数

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）

设备优势

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

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。

产品特征

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

产品介绍

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。

产品结构

检测方式

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。

产品参数

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