CN106056203B - 基于ant技术的物联网标签 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于ANT技术的物联网标签，其特征在于，包括：内嵌ANT+协议的主控芯片，与主控芯片连接传感器扩展接口、板载PCB天线和电源系统。本发明提供的物联网标签应用在配电房电力设备信息数据记录收集以及户外电网杆塔的信息记录和收集上，使用ANT+协议栈实现标签的低功耗和自组网功能；能够存储当前电力设备或者杆塔的重要信息或者传感器收集到的信息，还能通过手机APP对标签的信息进行更新。利用物联网标签的信号强度，通过软件算法处理能够精确地对标签进行精确定位，在手机APP端通过调用地图API接口，实现标签的位置查询。
Description
技术领域
本发明涉及智能电气设备领域，更具体的是涉及一种基于ANT+协议栈的物联网标签。
背景技术
目前，电力系统存在户外杆塔和电力配电房等场景设备数量众多，设备分布不均匀，获取设备信息效率低等问题。随着物联网技术的发展，现在大量的设备都在使用无线通讯协议进行通讯、组网。常见的无线通讯协议有zigbee、蓝牙、WIFI等。而如何解决不同标准之间物品编码、标识以及在物联网中的寻址问题，已成为未来物联网大规模应用时不可回避的关键问题。对比以上三种协议栈，ANT+协议栈有其相应的优点，除了能够自组网和低功耗以外，每个设备都有对应的配置文件，因此能够使开发者无需过分关注协议栈本身，就能快速开发应用，而且ANT+协议栈在运行过程中不仅可作为子节点，还能作为父节点同时拥有两种身份，配置灵活。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组网快捷、信息收集方便、使用寿命长的基于ANT技术的物联网标签。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
基于ANT技术的物联网标签，其特征在于，包括：内嵌ANT+协议的主控芯片，与主控芯片连接传感器扩展接口、板载PCB天线和电源系统。
作为改进地，所述电源系统包括：太阳能充电系统和可充电电池，所述太阳能充电系统为主控芯片供电并为可充电电池充电，所述可充电电池为主控芯片供电。
作为改进地，所述主控芯片为NRF52832芯片。
作为改进地，所述可充电电池为可充电纽扣电池CR2032。
作为改进地，所述物联网标签通过板载PCB天线与外部设备组网，所述外部设备包括：相邻物联网标签、可穿戴读写器、智能终端和云服务器，所述物联网标签和相邻物联网标签、可穿戴读写器之间通过ANT+协议通讯，所述智能终端与可穿戴读写器、云服务器之间无线通讯。
作为改进地，所述物联网标签、相邻物联网标签安装在不同的电力设备上并通过传感器扩展接口获取电力设备的信息，所述可穿戴读写器、智能终端由运维人员随身携带；可穿戴读写器自动感知附近存在的物联网标签、相邻物联网标签，物联网标签、相邻物联网标签与可穿戴读写器自动完成组网；组网完成后，在智能终端打开相应的应用软件，在应用软件上进行相关操作，点击电力设备信息查询功能，相应的物联网标签或相邻物联网标签此时发送电力设备相关的信息到可穿戴读写器，可穿戴读写器再通过蓝牙协议与智能终端通讯完成电力设备信息的查询；所述智能终端还将收集到的电力设备信息上传至云服务器。
作为改进地，通过智能终端的应用软件选定物联网标签或相邻物联网标签，并输入需要修改的信息，实现远程更新物联网标签或相邻物联网标签上的信息。
作为改进地，利用智能终端的应用软件对物联网标签或相邻物联网标签的信号强度与位置关系进行运算处理，得到物联网标签或相邻物联网标签的位置坐标，通过在智能终端的应用软件上调用地图API接口，实现物联网标签或相邻物联网标签位置的查看及电力设备位置的确认。
作为改进地，所述电力设备为户外杆塔或配电房的电力设备。
作为改进地，所述智能终端为手机、平板电脑或手提电脑。
本发明的有益效果是：
一、物联网标签硬件采用超低功耗、运行ANT+协议栈的射频芯片作为主控芯片，在主控芯片上存储当前设备或者当前物品的基本信息，可以使用终端设备对物联网标签的信息进行查询和修改，并能够存储设备相关信息长达10年之久。
二、物联网标签上带传感器扩展接口，能够实时收集设备运行时的相关信息，信息采集准确。
三、使用太阳能充电系统对物联网标签上的纽扣锂电池进行充电，在户外或者户内有光照情况下通过太阳能充电系统为物联网标签运行提供电能，在无光照的情况下，用纽扣锂电池实现电源供电，保证户外长时间运行不需要频繁更换电池，增加标签的使用寿命。
四、物联网标签支持信息存储和精准的定位功能，通过检测标签信号强度，软件上进行算法处理，得到标签的位置信息，就能定位电力设备或者携带人员的位置信息
附图说明
图1所示为本发明提供的物联网标签结构框图。
图2所示为物联网标签应用结构图。
附图标记说明：
1：物联网标签，2：相邻物联网标签，3：可穿戴读写器，4：智能终端，5：云服务器。
1-1：主控芯片，1-2：传感器扩展接口，1-3：板载PCB天线，1-4：太阳能充电系统，1-5：可充电电池。
具体实施方式
为方便本领域技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。
如图1所示，基于ANT技术的物联网标签1，包括：内嵌ANT+协议的主控芯片1-1，与主控芯片1-1连接传感器扩展接口1-2、板载PCB天线1-3和电源系统，所述电源系统包括：太阳能充电系统1-4和可充电电池1-5，所述太阳能充电系统1-4为主控芯片1-1供电并为可充电电池1-5充电，所述可充电电池1-5在太阳能充电系统1-4电力不足时为主控芯片1-1供电。
本实施例中，所述主控芯片1-1采用超低功耗的射频芯片NRF52832，运行ANT+协议栈，并用来存储当前设备或者当前物品的基本信息。所述扩展接口1-2能够增加传感器实时收集设备运行时的相关信息。所述可充电电池1-5选用可充电纽扣电池CR2032。
如图2所示，所述物联网标签1通过板载PCB天线1-3与外部设备组网，所述外部设备包括：相邻物联网标签2、可穿戴读写器3、智能终端4和云服务器5。所述物联网标签1和相邻物联网标签2、可穿戴读写器3之间通过ANT+协议通讯，所述智能终端4与可穿戴读写器3、云服务器5之间无线通讯。所述相邻物联网标签2的结构与物联网标签1一致，这里不再赘述。
当应用上述物联网标签进行户外电力运维时，运维人员接到运维巡检通知以后如果在户外，则使用可穿戴读写器和智能手机走到标签组网区域附近，可穿戴读写器自动感知附近存在的物联网标签1和相邻物联网标签2，物联网标签1和相邻物联网标签2与可穿戴读写器3自动完成组网。组网完成后，智能手机端打开相应的应用软件APP，在软件上进行相关操作，点击电力设备信息查询功能，物联网标签1或相邻物联网标签2此时发送电力设备相关的信息到可穿戴读写器3，可穿戴读写器3再通过蓝牙协议与智能手机通讯完成电力设备信息的查询，智能手机端可将收集到的电力设备信息上传至云服务器。
本实施例中，物联网标签1和相邻物联网标签2上带有扩展接口，方便实现各种传感器数据的收集，接上传感器信息采集卡，就能够采集到电力设备内部的传感器收集到的数据，扩展卡支持热插拔，独立供电，不依赖物联网标签的供电系统，保证了物联网标签的低功耗。
进一步地，当运维人员需要修改物联网标签1和相邻物联网标签2记录的电力设备信息的时候，只需要在智能手机APP上选定物联网标签1或相邻物联网标签2，选择信息更新按键，输入需要修改的信息，就能远程更新到物联网标签1和相邻物联网标签2上，而不需要靠近标签进行近距离读写，而且信息可以存储在标签的内存上10年不丢失。
此外，本实施例中运用ANT+协议栈，物联网标签1和相邻物联网标签2还能够实现电力设备的定位功能。物联网标签1和相邻物联网标签2的定位功能是通过获取标签的信号强度，软件上进行信号强度与位置关系的算法处理，得到一个位置的坐标，通过在智能手机APP上调用地图API接口，就能够查看标签的位置信息来确认电力设备的位置的。
以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，比如将智能手机替换为平板电脑或手提电脑等其他智能终端。需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.基于ANT技术的物联网标签，其特征在于，包括：内嵌ANT+协议的主控芯片，与主控芯片连接传感器扩展接口、板载PCB天线和电源系统；
所述物联网标签通过板载PCB天线与外部设备组网，所述外部设备包括：相邻物联网标签、可穿戴读写器、智能终端，所述物联网标签和相邻物联网标签、可穿戴读写器之间通过ANT+协议通讯，所述智能终端与可穿戴读写器之间无线通讯；
所述物联网标签、相邻物联网标签安装在不同的电力设备上并通过传感器扩展接口获取电力设备的信息，所述可穿戴读写器、智能终端由运维人员随身携带；可穿戴读写器自动感知附近存在的物联网标签、相邻物联网标签，物联网标签、相邻物联网标签与可穿戴读写器自动完成组网；组网完成后，在智能终端打开相应的应用软件，在应用软件上进行相关操作，点击电力设备信息查询功能，相应的物联网标签或相邻物联网标签此时发送电力设备相关的信息到可穿戴读写器，可穿戴读写器再通过蓝牙协议与智能终端通讯完成电力设备信息的查询。
2.根据权利要求1所述的物联网标签，其特征在于，所述电源系统包括：太阳能充电系统和可充电电池，所述太阳能充电系统为主控芯片供电并为可充电电池充电，所述可充电电池为主控芯片供电。
3.根据权利要求1所述的物联网标签，其特征在于，所述主控芯片为NRF52832芯片。
4.根据权利要求2所述的物联网标签，其特征在于，所述可充电电池为可充电纽扣电池CR2032。
5.根据权利要求1所述的物联网标签，其特征在于，所述外部设备包括：云服务器，所述智能终端与云服务器之间无线通讯。
6.根据权利要求5所述的物联网标签，其特征在于，所述智能终端将收集到的电力设备信息上传至云服务器。
7.根据权利要求5所述的物联网标签，其特征在于，通过智能终端的应用软件选定物联网标签或相邻物联网标签，并输入需要修改的信息，实现远程更新物联网标签或相邻物联网标签上的信息。
8.根据权利要求6所述的物联网标签，其特征在于，利用智能终端的应用软件对物联网标签或相邻物联网标签的信号强度与位置关系进行运算处理，得到物联网标签或相邻物联网标签的位置坐标，通过在智能终端的应用软件上调用地图API接口，实现物联网标签或相邻物联网标签位置的查看及电力设备位置的确认。
9.根据权利要求6所述的物联网标签，其特征在于，所述电力设备为户外杆塔或配电房的电力设备。
10.根据权利要求5所述的物联网标签，其特征在于，所述智能终端为手机、平板电脑或手提电脑。
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