技术摘要：
提供一种工控设备监控的低功耗传输设备，包括NB‑IOT通信模块、LoRa通信模块、MCU模块、SPI存储器、电源管理模块及供电装置。MCU模块接收到信息，采集供电装置的当前电量，将信息打包；控制NB‑IOT通信模块开启并联网，成功时，MCU模块将打包信息发送给NB‑IOT通信模块  全部
背景技术：
现有技术针对工控机设备监控都是采用人工或者一些4G设备来完成的，人工监控 完成的效率较低，而4G设备价格高昂，功耗较高，并且资源比较浪费。为解决这些问题，需要 一套低功耗，低成本的传输设备来进行工控设备的监控。 而目前低功耗，低成本的远距离传输设备情况如下： LoRa制式设备，是一种基于LoRa或LoRaWAN通信协议下的通讯设备。 LoRa是创建长距离通讯连接的物理层或无线调制，基于CSS调制技术(Chirp Spread  Spectrum)的LoRa技术相较于传统的FSK技术，能极大地增加通讯范围。且CSS技术 数十年已经广受军事和空间通讯所采用，具有传输距离远、抗干扰性强等特点，LoRa是第一 个该技术的低成本商业案例。简单来说，单个网关或者基站可以覆盖整座城市或几百平方 千米的范围，范围也取决于所使用位置的环境和干扰情况，但LoRa和LoRaWAN相比于其他标 准通讯技术有着更好的链路预算，它通常以db表示，是决定指定环境传输范围的关键因子。 NB-IOT通信设备，是一种基于NB-IOT通信协议下的通讯设备。 基于蜂窝的窄带物联网(Narrow  Band  Internet  of  Things,NB-IoT)成为万物互 联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于 GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴 的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。 LoRa制式设备和NB-IOT通信设备各有优缺点。 从频段来说，LoRa工作在1GHz以下的非授权频段，在应用时不需要额外付费，并且 通过灵活的建站可以完成相对小范围的信号覆盖问题。NB-IoT蜂窝通信使用的频段是授权 的，是需要收费的，并且依靠运营商网络覆盖，盲区位置无法解决。 从电池供电寿命来说，LoRa制式在技术方面的具有独特性，因此功耗非常低。NB- IoT出于对服务质量的考虑，不能提供类似LoRa一样的电池寿命。 从设备成本来说，对终端节点来说，LoRa和NB-IoT的成本比4G或者人工成本低很 多，原因是就是技术资源的节省带来的福利。 从网络覆盖来说，NB-IoT网络覆盖已经做到全国，但由于某些原因还存在很多盲 区，而LoRa私有网络覆盖很难做到全国性，双方可以形成互补状态。 从数据能力来说，NB-IoT的数据速率可以达到100KBPS，而LoRa只能达到  37.5KBPS。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明提供一种工控设备监控的低功耗传输设备，功 耗低使用寿命长，同时不易丢包。 3 CN 111615133 A 说　明　书 2/5 页 为了实现上述的技术目的，本发明采用如下的技术方案。 本发明是一种工控设备监控的低功耗传输设备，包括NB-IOT通信模块、LoRa  通信 模块、MCU模块、SPI存储器、电源管理模块及供电装置，通过485接口与工控设备连接，并收 发消息。 NB-IOT通信模块、LoRa通信模块分别与MCU模块通过串口进行通信，SPI  存储器与 MCU模块通过SPI进行通信，电源管理模块通与MCU模块通过串口和  SPI接口进行通信。 本发明所述工控设备即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机 电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具 有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的 人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌 入式、智能化的工业计算机。 其中，NB-IOT通信模块采用MTK的芯片作为主控芯片，并集成电源管理单元、数字 信号处理单元、接口单元、存储单元和射频信号处理单元。 此处的电源管理单元是模块内置的，电源管理模块为外置的，二者功能相同，所在 的位置不同。 NB-IOT通信模块将MCU模块传送的打包息通过运营商基站和运营商平台发送到指 定的服务器上。 LoRa通信模块采用SEMTECH的射频芯片作为信号收发芯片，并集成电源管理单元、 数字信号处理单元和射频信号处理单元。 此处的电源管理单元是模块内置的，电源管理模块为外置的，二者功能相同，所在 的位置不同。 LoRa通信模块将MCU模块传送的打包信息发送到LoRa网关上，LoRa网关把数据发 送到指定的服务器上。 MCU模块采用ST公司的单片机处理器，主要功能是数据收发控制、检测  NB-IOT通 信模块的信号状态、判断数据上报成功与否、检测供电装置电量、电源管理模块开关控制， 向SPI存储器存储和读取数据。 SPI存储器用以接收MCU模块的打包数据并进行存储。SPI存储器为现有技术的存 储器，可以根据业务条件灵活选择。 供电装置用以给MCU模块、NB-IOT通信模块、LoRa通信模块、SPI存储器供电，本发 明中，供电装置为锂电池。 电源管理模块用以给NB-IOT通信模块、LoRa通信模块、SPI存储器和MCU  模块供 电，并且优化供电方式来达到省电的目的。 本发明的一种工控设备监控的低功耗传输设备，MCU模块接收到关于工控机的有 效信息(时间戳，指令，设备号等)等待传输时，采集供电装置的当前电量后将信息打包好后 上传； MCU模块开启NB-IOT通信模块电压，控制NB-IOT通信模块开启并联网； 当NB-IOT通信模块联网成功时，MCU模块将打包信息发送给NB-IOT通信模块，再通 过运营商网络和平台发送到指定服务器上； 当NB-IOT通信模块联网不成功时，MCU模块控制NB-IOT通信模块关闭，从而实现省 4 CN 111615133 A 说　明　书 3/5 页 电； 然后，MCU模块打开LoRa通信模块电压，控制LoRa通信模块开启并联网； 当LoRa通信模块联网成功时，MCU模块将打包信息传给LoRa通信模块，再发送给 LoRa网关再传到指定的服务器上。 当LoRa通信模块联网不成功时，关闭LORA通信模块，MCU模块将打包信息保存到 SPI存储器中，用于下个发送周期时发送。 进一步的，MCU模块给通过GPIO口控制电源给NB-IOT模块上电，上电后再控制GPIO 脚拉低NB-IOT模块开关机脚进行200mS以上开机，不用时可以控制电源关电操作。 在运行中如果遇到软件问题可以通过GPIO拉低复位脚进行复位，如果遇到  NB- IOT睡眠时可以通过中断GPIO脚进行唤醒操作。 本发明采用上述的技术方案，取得了如下的技术效果。 1、成本低廉。 本发明集成了市面上主流的两种物联网通信模块——LoRa通信模块和  NB-IOT通 信模块，规避了4G大流量和高成本的问题，也规避了4G模块高功耗带来的电池消耗问题。 2、功耗低使用寿命长。 由于LoRa模块和NB-IOT模块两者的功耗加起来为微安级，而4G模块的功耗为毫安 级，两者差别是很大，因此能够大大的降低功耗。 3、外置接口丰富。 有工业上主流的接口类型，如串口，485接口等。 4、数据不丢包。 LoRa通信模块和NB-IOT通信模块同时传输数据，解决了NB-IOT网络型号不稳定带 来的丢包问题，同时NB-IOT传输数据也保障了LoRa传输的丢包问题。 附图说明 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简 单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的 限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其他相关的附图。 图1为本发明的一种工控设备监控的低功耗传输设备的原理示意图。