一种LORA协议转换装置
技术领域
本实用新型涉及一种转换装置，尤其是涉及一种LORA协议转换装置。
背景技术
物联网应用中的无线技术有多种，可组成局域网或广域网。组成局域网的无线技术主要有2.4GHz的WiFi，蓝牙、Zigbee等，组成广域网的无线技术主要有2G/3G/4G等。这些无线技术，优缺点非常明显。
在低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,LPWAN)产生之前，似乎远距离和低功耗两者之间只能二选一。当采用LPWAN技术之后，设计人员可做到两者都兼顾，最大程度地实现更长距离通信与更低功耗，同时还可节省额外的中继器成本。
LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括433、868、915MHz等。
LoRa融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，拥有前所未有的性能指标。低功耗广域网络(Low Power Wide Area Network,LPWAN) 是物联网中不可或缺的一部分，具有功耗低、覆盖范围广、穿透性强的特点，适用于每隔几分钟发送和接收少量数据的应用情况，如水运定位、路灯监测、停车位监测等等。LPWAN相关组织LoRa联盟目前在全球已有145位成员，其繁茂的生态系统让遵循LoRaWAN协议的设备具有很强的互操作性。一个完全符合LoRaWAN标准的通讯网关可以接入5到10公里内上万个无线传感器节点，其效率远远高于传统的点对点轮询的通讯模式，也能大幅度降低节点通讯功耗。
LORA无线技术、4G/5G无线技术和以太网技术都采用不同的数据传输方式，跨无线技术的广域网网关路由之间的数据协议翻译转换就需要根据物联网网络的组网需求进行解决。
实用新型内容
本实用新型提供了一种LORA协议转换装置，用于解决LORA无线技术、4G/5G无线技术和以太网技术的数据协议翻译转换问题，其技术方案如下所述：
一种LORA协议转换装置，包括CPU、以太网通信接口、LORA数据收发芯、4G/5G数据收发芯片和FPGA数据转换芯片；所述CPU通过MII 接口与以太网通信接口连接，通过串口的异步收发传输器与FPGA数据转换芯片相连接；所述FPGA数据转换芯片通过异步收发传输器和4G/5G数据收发芯片相连接，通过通用SPI接口和LORA数据收发芯片模块相连接。
所述CPU处理器采用ARM9为内核iMAX28X芯片。
所述iMAX28X芯片的MII接口是85/86/88/89/90引脚。
所述LORA数据收发芯片采用SL1278芯片LORA无线模块。
所述SL1278芯片的SPI接口为16/17/18/19引脚。
所述4G/5G数据收发芯片采用EC204G/5G无线模块。
所述FPGA数据转换芯片采用LM3S6916芯片。
所述以太网通信接口采用DP8384芯片。
所述LORA协议转换装置可通过配置建立LORA无线数据、4G/5G数据、以太网数据的任意两个通道的路由通道，采用FPGA硬件实现路由通道数据的转换和互通，实现以太网对物联网无线通道的网关协议转换功能。
附图说明
图1是所述LORA协议转换装置的结构示意图；
图2是所述以太网收发器电路的示意图；
图3是所述网线接口电路的示意图；
图4是所述LORA无线数据的收发电路的示意图；
图5是所述无线模块的示意图；
图6是LM3S6916芯片的引脚连接示意图。
具体实施方式
如图1所示，所述LORA协议转换装置包括CPU处理器101、以太网通信接口102、LORA数据收发芯103、4G/5G数据收发芯片104和FPGA 数据转换芯片105。
所述CPU处理器101通过MII接口与以太网通信接口102连接，并通过以太网通信接口102下载数据；所述CPU处理器101通过串口的异步收发传输器与FPGA数据转换芯片105相连接，进行数据交互传输；所述FPGA 数据转换芯片105通过通用串口异步收发传输器和4G/5G数据收发芯片104 相连接，通过通用SPI接口和LORA数据收发芯片模块103相连接，用于数据交互传输。
所述CPU处理器101采用ARM9为内核的freescale公司的CPU－ iMAX28X为核心的核心板，是支持LIUX操作系统的CPU系统，能够组成技术方案的最小核心系统，通过MII接口(85/86/88/89/90引脚)外接PHY 芯片(DP8384芯片)以太网接口芯片连接所述以太网通信接口 102(36/37/3/4/5引脚)，数字接口，电平为3.3V。
结合图2所示的以太网收发器电路，以下是ARM9 iMAX28X－以太网 MII接口引脚的连接表格：
如图3所示，所述CPU处理器101实现LORA无线/4G/5G模块的配置、数据协议的解析。根据组网数据传输要求建立LORA－4G/5G、LORA－以太网、4G/5G－以太网路由网关通道，完成相关协议转换和数据透明传输等功能。
如图4所示，所述LORA数据收发芯片103采用SL1278芯片LORA无线模块，实现LORA无线数据的收发功能(21/22、27/28引脚，模拟接口， 1V)。所述LORA数据收发芯片103由协议翻译转换及以太网网关模块根据业务需求进行参数配置，并通过SPI接口(16/17/18/19脚，数字接口3.3V) 和协议翻译转换及以太网网关模块进行数据交互。
如图5所示，所述4G/5G数据收发芯片104采用EC204G/5G无线模块，实现4G/5G无线数据的收发功能(49引脚，模拟信号，电平500mv)。由协议翻译转换及以太网网关模块根据业务需求进行参数配置，并通过串口 (67/66引脚，数字信号，电平3.3V)，接口和协议翻译转换及以太网网关模块进行数据交互。
如图6所示，所述FPGA数据转换芯片105采用LM3S6916芯片，通过 FPGA实现硬件的数据协议的透传转换，实现LORA数据(SPI数据接口 23/24/25/26引脚，电平3.3V)及/4G/5G数据(串口数据接口11/12引脚，电平3.3V)和MCU核心板串口的数据硬件转换(串口数据接口18/19引脚，电平3.3V)。
所述以太网通信接口102(DP8384)芯片采用MII接口类型，和CPU 芯片按协议进行以太网数据交互，实现以太网数据的交互。
所述LORA协议转换装置可通过配置建立LORA无线数据、4G/5G数据、以太网数据的任意两个通道的路由通道，采用FPGA硬件实现路由通道数据的转换和互通，实现以太网对物联网无线通道的网关协议转换功能。
