CN109782674B - 一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置及方法 - Google Patents
一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109782674B CN109782674B CN201910191792.8A CN201910191792A CN109782674B CN 109782674 B CN109782674 B CN 109782674B CN 201910191792 A CN201910191792 A CN 201910191792A CN 109782674 B CN109782674 B CN 109782674B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- embedded processor
- module
- communication module
- data
- node system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 103
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Telephonic Communication Services (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及物联网技术领域的社会公共服务领域。本发明所述的基于NB‑IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置，包括热释电传感器1、红外微波探测器2、带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块3、GPS模块4、NB‑IoT通信模块5、电源6、嵌入式处理器及其外围电路7、物联网平台8、云服务器9和手机APP10；热释电传感器1安装在卫生间每个坑位人背面，红外微波探测器2安装在每个卫生间的入口处，NB‑IoT通信模块5通过串口连接到嵌入式处理器及其外围电路7的UART2接口，NB‑IoT通信模块5与NB基站11无线连接，NB基站11发送数据到物联网平台8，物联网平台8把数据推送到云服务器9，手机APP10从云服务器9获取数据。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域的社会公共服务领域。
背景
对公共卫生间的感知传输方法的研究，对于提高公共卫生间资源的利用率、使用的合理性以及健康是很有帮助的；把卫生间坑位信息、卫生间人流量以及位置信息联网对于使用者来说是很方便的一种服务；数字化的服务必将提高出行效率。
由于卫生间分布的不确定性,导致了很多地方的卫生间没法提供电源,尤其是像一些偏远的旅游景区,此时整个系统的功耗就尤为重用了,但很多地方又是能提供持续电源的,此时整个系统的功耗就显得不是那么的重要,如何针对不同场景的公共卫生间提出一种结构可配置智慧卫生间的实现方法是本领域亟待解决的技术问题。
现有的公共卫生间没有专门的系统用于寻找卫生间,并且可以找到合适的卫生间；现有的找卫生间的方法只能通过各种地图APP或者通过路标寻找,但是现有的地图APP寻找的缺点是在需求者附近同时能找到几个距离差不多的卫生间,但是需求者并不知道每个卫生间使用情况,尤其是在景区、车站等一些人流量比较大的公共场所，即使能找到最近的卫生间，但是有可能人特别多，还要排队；通过路标的方式也并不是特别实用，而且还浪费资源；以上现有的两种方法都不够快捷、智能，如何能够快捷的找到卫生间、并且能够得到更多实用信息，比如：卫生间的位置、人流量、坑位是否有人是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种能够一次性获得卫生间使用信息的基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置。
本发明的另一目的在于提供基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测方法。
本发明所述的基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置，包括热释电传感器、红外微波探测器、带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块、GPS模块、NB-IoT通信模块、电源、嵌入式处理器及其外围电路、物联网平台、云服务器和手机APP；热释电传感器安装在卫生间每个坑位人蹲坑时背面坑位水平位置25到40厘米高度，该传感器的输出端，在单节点系统中连接到带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的数字量隔离输入接口，或者在多节点系统中连接到嵌入式处理器及其外围电路外围的开关量检测电路；红外微波探测器安装在每个卫生间的入口处，入口外安装一个，入口内安装一个,安装高度为2m到3m,该探测器的输出端，在单节点系统中连接到带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的数字量隔离输入接口，或者在多节点系统中连接到其中一个坑位的嵌入式处理器及其外围电路外围开关量检测电路；带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的485接口连接到嵌入式处理器及其外围电路外围的RS485转串口电路；GPS模块，在单节点系统中，串口连接到嵌入式处理器及其外围电路的UART5接口，或者在多节点系统中，与其中一个坑位的嵌入式处理器及其外围电路的UART5连接；NB-IoT通信模块通过串口连接到嵌入式处理器及其外围电路的UART2接口，NB-IoT通信模块与NB基站无线连接；给相应的用电设备供电的电源，在单节点系统中，电源模块为220V转12V的直流电源，220V端口与市电200V相连；在多节点系统中，电源为由4节3400mAh的18650电池组成的电池组，其输出电压为12V，两种结构系统的电源的输出端都与嵌入式处理器及其外围电路外围电源管理电路的电源输入端连接、与热释电传感器的电源输入端连接、与红外微波探测器的电源输入端连接，单节点系统中电源还与带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的电源输入端连接；NB-IoT通信模块通过NB基站发送数据到物联网平台，物联网平台把数据推送到云服务器，手机APP从云服务器获取数据。
在本装置中，嵌入式处理器及其外围电路、物联网平台、云服务器和手机APP及其连接方式均采用现有技术。
本发明所述的一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测方法由以下步骤组成：
一、监测卫生间坑位是否有人
单节点系统：
运用输出灵敏度和触发时间可调的热释电传感器来监测坑位是否有人，设置继电器的触发模式为高电平或者低电平，设置输出为常开或者常闭；所述的传感器安装在卫生间人蹲坑时背面坑位水平位置25到40厘米高度，每个坑位的热释电传感器分别连接到带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的一路数字量输入接口上；带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的485接口接到嵌入式处理器的UART转485接口；嵌入式处理器把从485接口接收到的热释电传感器数据通过MODBUS RTU协议解析出来，有效数据中，坑位有人时为1，无人时为0；
或者多节点系统：
热释电传感器，连接到嵌入式处理器外围的开关量检测电路,所述的传感器和单节点系统所使用的传感器一样,监测方法一样,当有人时,嵌入式处理器相应的输入IO引脚电平为1,当无人时,为0；
二、监测卫生间的人流量
单节点系统：
使用红外微波探测器,探测器的输出设置为常开或者常闭,安装在每个卫生间的入口处,入口外装一个，入口内装一个，安装高度为2m到3m,只有当红外探头和微波探头同时或者相继在短暂时间内都探测到目标时才确认有人经过；两个红外微波探测器分别连接在带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的两路数字量输入接口上,带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的485接口接到嵌入式处理器的UART转485接口；嵌入式处理器把从485接口接收到的红外微波探测器数据通过MODBUS RTU协议解析出来，有效数据中，有人经过时为1，无人时为0,卫生间的人流量用探测器的触发总次数除以2；
或者多节点系统：
两个红外微波探测器，分别连接到其中一个坑位的嵌入式处理器外围的两路开关量检测电路；所述的探测器与单节点系统所使用的探测器一样,监测方法一样,当有人经过时,嵌入式处理器相应的输入IO引脚电平为1,当无人时,为0；
三、NB-IoT通信模块
单节点系统：
NB-IoT通信模块有4种模式：连接状态，空闲状态，PSM状态，eDRX状态，NB-IoT通信模块上行数据传给基站之后，NB-IoT通信模块进入空闲状态，此时开启一个激活定时器，激活定时器超时之后，NB-IoT通信模块进入PSM状态；在此状态下NB-IoT通信模块的射频被关闭，相当于关机，但是基站还保留着NB-IoT通信模块的信息，当NB-IoT通信模块从PSM状态唤醒之后进入连接状态，不需要再次进行附着建立连接；NB-IoT通信模块是基于底层的UDP通信协议以及应用层的COAP协议实现无线通信，所述的NB-IoT通信模块通过串口连接到嵌入式处理器的UART2上，嵌入式处理器将带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块接收到的红外微波探测器数据、多路热释电传感器数据、GPS位置信息，这些数据通过MODBUS通信协议解析后加上数据针头按指定格式打包并使用AT指令控制NB-IoT通信模块上报数据到物联网平台；
或者多节点系统：
NB-IoT通信模块，直接连接到嵌入式处理器的UART2接口，每个坑位的嵌入式处理器将直接通过AT指令控制NB-IoT通信模块上报当前坑位的信息，如果连接了GPS模块或者红外微波探测器的嵌入式处理器，还要将红外微波探测器数据、GPS位置信息一起打包上传到物联网平台；
四、GPS模块
GPS模块连接到嵌入式处理器的UART5接口，用于提供卫生间的位置信息,GPS模块获得的位置信息将通过所述NB-IoT通信模块上传至物联网平台；
五、物联网平台
物联网平台将接收到NB-IoT通信模块上报的数据推送到云服务器；
六、云服务器
云服务器将物联网平台推送过来的红外微波探测器数据、热释电传感器数据、GPS位置信息存储到云服务器数据库中，并对需求者提供寻找合适卫生间的服务；
七、手机APP
用户通过手机APP找出或者导航到推荐的合适卫生间。
为了使不同场景的卫生间都能连接到网络，并且连接到同一个平台，本申请设计了一种结构可配置的智慧卫生间监测装置，本监测装置是从系统功耗和卫生间的供电能力来考虑的，所以针对两种情况分别提出了单节点系统和多节点系统；单节点系统因为不用太过于担心系统功耗，在考虑系统稳定性和后期维护方便问题的基础上，单节点系统只使用一个带NB-IoT通信模块的设备连接；多节点系统为了降低有线长距离传输带来的功耗问题，所以每个模块减少有线长连接，直接和带NB-IoT通信模块的设备连接；多节点系统每个卫生间的每个坑位(热释电传感器模块)及人流量(红外微波探测器模块)和位置信息服务(GPS模块)都使用单独的带NB-IoT通信模块的设备，该结构可配置的智慧卫生间监测装置在算法处理后可以连接到同一个云服务器，不管系统结构如何都可以同时连接到同一个云服务器，可以提高系统的可扩展性；当使用基于NB-IoT技术的智慧卫生间后，我们通过手机APP不仅能查询到周边卫生间的分布情况，还能给我们计算出一个最合适的卫生间，该算法综合了目标卫生间的人流量、坑位使用情况、距离等综合因素。可以非常便捷的找到及时能使用的卫生间。
基于蜂窝的窄带物联网已成为万物互联网络的一个重要分支；NB-IoT构建于蜂窝网络，只占用大约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；NB-IoT通信技术具备四大特点：一、广覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益提高20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力,在这种覆盖能力下不论卫生间多偏远,都能连接上网路；二、具备支撑海量连接的能力，NB-IoT通信技术一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、优化的网络架构,不论卫生间的分布密度多大,有多少卫生间都能稳定的链接；三、更低功耗，NB-IoT通信模块的待机时间可长达10年,在单节点系统中,使用NB-IoT通信模块传输可以极大的降低系统功耗,而且使系统的实施更为简单；四、更低的模块成本，单个接连模块不超过5美元，可以很大程度上降低了整个系统的成本。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的实现方法，系统结构灵活，可以根据实际使用情况，安装部署相应结构的系统，而且不同结构的系统使用同一个云服务器，云服务器部署方便，整个系统的可扩展性强。
(2)利用NB-IoT通信技术，基于运营商的网络，可以极大的较少系统功耗、降低系统部署成本、提高系统的通信稳定性，利用云服务器，使得系统更安全可靠。
(3)由于使用NB-IoT通信技术，其高增益、深覆盖以及部署方式的特点，即使在非常偏僻的地方，只要有手机网络，系统就能工作、而且系统的链接能力非常强大。
(4)本发明所述的传感器监测稳定、GPS定位精确，传输方法稳定，能提供非常可靠的信息，能在最短的时间内，找到最合理的卫生间，可以让使用者在最要紧的时刻花最少的时间找到可以及时使用的卫生间。极大的提高了公共资源的使用率、提高了人们的生活幸福感。
附图说明
图1为本发明单节点系统结构图。
图2为本发明单节点系统实施例结构图。
图3为本发明多节点系统结构图。
图4为本发明多节点系统其它坑位连接图。
图5本发明为多节点系统实施例结构图。
图中：1-热释电传感器，2-红外微波探测器，3-带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块，4-GPS模块，5-NB-IoT通信模块，6-电源，7-嵌入式处理器及其外围电路，8-物联网平台，9-云服务器，10-手机APP，11-NB基站，12-微型电脑，13-液晶显示器。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更加清楚地理解本发明技术方案，以下结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本实施例提供了一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置,如图1所示：对于单节点系统：包括热释电传感器1、红外微波探测器2、带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块3、GPS模块4、NB-IoT通信模块5、电源6、嵌入式处理器及其外围电路7、微型电脑12、液晶显示器13、物联网平台8、云服务器9和手机APP10；其中GPS模块4、NB-IoT通信模块5、带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块3与嵌入式处理器及其外围电路7连接；热释电传感器1、红外微波探测器2、与带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块3的数字量隔离输入接口连接；电源6的输出端与嵌入式处理器及其外围电路7的电源输入端连接、与热释电传感器1的电源输入端连接、与红外微波探测器2的电源输入端连接、与带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块3的电源输入端连接。
作为一种与手机APP并行的技术方案，本实施例中还在每个卫生间门口设置了微型电脑12和液晶显示器13，用于显示本卫生间的使用情况。所述的微型电脑12与嵌入式处理器及其外围电路7的UART1转232接口连接；微型电脑12通过HDMI接口连接到液晶显示器13，嵌入式处理器及其外围电路7把红外微波探测器数据、多路热释电传感器数据、GPS位置信息发送到微型电脑；微型电脑程序驱动液晶显示器进行显示，可以给卫生间门前排队的人或附近即将要使用的人提供准确、有效的信息。
所述的红外微波探测器的探测距离可达到8米到12米,监测速度为0.2m/s到3.5m/s，探测器的输出设置为常开或者常闭,探测距离可调节。
如图3、图4所示，对于多节点系统：包括热释电传感器1、红外微波探测器2、GPS模块4、NB-IoT通信模块5、电源6、嵌入式处理器及其外围电路7、物联网平台8、云服务器9和手机APP10；其中只有一个坑位时按照如图3所示的多节点系统结构安装图安装完整的设备；当有多个坑位时，其中一个坑位按照图3所示的多节点系统结构安装图安装完整的设备，为了减少系统成本和实际使用的需求，其它坑位可以按照图4所示的简化系统安装。
无论对于哪一种系统的嵌入式处理器及其外围电路，其外围电路主要包括串口通信电路、485转UART电路、开关量检测电路、晶振电路、复位电路、程序下载电路、电源管理电路等，嵌入式处理器及其外围电路主要用来做通信、数据处理、控制用。物联网平台用来接收NB-IoT通信模块上报的数据，并把数据推送到云服务器。云服务器，主要做数据的存储、处理，对手机APP提供服务。手机APP，给使用者提供附近卫生间的位置信息和使用信息，并推荐最合理的目标卫生间，且提供导航。
本发明根据设备使用环境的供电能力提出了两种结构的硬件系统(单节点系统、多节点系统)，但是可以接到同一个云服务器，云服务器能完整的解析出两套系统的数据。
如图2、图5所示，所述嵌入式处理器主要控制着各个模块之间的数据通信，具体地，所述嵌入式处理器包括ARM处理器芯片及其外围电路，本实施例中嵌入式处理器芯片采用Cortex-M4内核。
如图2、图5所示，NB-IoT通信模块与NB-IoT基站建立COAP上行协议，将信息发送至NB-IoT基站，NB-IoT基站与下一级的物联网平台建立COAP下行协议，将信息发送至物联网平台，物联网平台收来自NB-IoT基站的信息，云服务器最终通过物联网平台获取来智慧卫生间设备的信息。
作为本发明的优选方案，所述NB-IoT通信模块采用移远QUECTEL BC35-G模组，其核心芯片为海思Boudica 150，包含BC35-G模组和SIM卡，BC35-G模组通过串口与嵌入式处理器的UART2连接，NB-IoT通信模块通过天线进行通信数据的发送和接收；本实施例采用的NB-IoT通信模块具有封装尺寸超小、超高灵敏度、超宽工作温度范围的优点，并且内嵌丰富的网络服务协议栈，包括非常适用于物联网应用的Coap、LwM2M、MQTT等协议栈，模组增益高、覆盖区域广，因而采用本发明的技术方案可使智慧卫生间系统的通信距离更远，允许连接到该系统的卫生间数更多，可获取的信息量更大且更及时；本实施例采用的NB-IoT通信模块还具有高性能、低功耗的特点，可大大拓展智慧卫生间系统的应用范围，目前的基于2G、3G及4G的通信模块功耗大，采用本发明的基于NB-IoT的智慧卫生间装置，由于NB-IoT通信模块功耗极低，PSM模式下NB-IoT的可以低至4uA；可长时间持续运行，无需关机，因此可以对卫生间实现全天候实时在线监控，从而保持信息状况的连续性。
作为本发明的优选方案，所述定位模块采用GPS/BD双模定位技术，在本实施例中具体采用u-blox NEO-M8N模块，配合GPS/BD有源天线，通过串口与嵌入式处理器通信，本实施例的定位模块可根据数据经纬度及高度判断定位精度，同时实现差分定位来获得更高精度的定位效果；定位模块通过GPS和BD天线接收到定位信息，获得卫生间位置，嵌入式处理器采集到该实时位置信息后通过NB-IoT通信模块实时传送给云服务器，由于NB-IoT具有高增益、深覆盖的能力，从而使云服务器能够准确、及时获得各卫生间的实时定位信息，保证数据的及时性、真实性。
作为本发明的优选方案，所述带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块采用485接口与嵌入式处理器连接，采用MODBUS RTU通信协议传输数据，使底层传感器数据的传输更准确、稳定。嵌入式处理器通过MODBUS RTU协议处理带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块传输过来的热释电传感器、红外微波探测器数据，之后通过NB-IoT通信模块将数据上报到物联网平台。因NB-IoT通信模块具有增益高、覆盖面广的特点，因此，采用本发明的技术方案，可使卫生间系统的信息能够更全面、及时同步到云服务器，从而方便用户准确的查询到周边卫生间的信息，提供路径导航。
可进一步的，本发明基于NB-IoT的智慧卫生间系统还通过嵌入式处理器的外设通信接口连接温湿度传感器、气体传感器以及相应的加温、通风设备等，可以通过嵌入式处理器的判断后控制相应的设备工作。从而提高卫生间的环境，改善使用者的体验。
使用方法：使用者下载安装智慧卫生间手机APP，打开手机APP并且打开手机的定位功能，在APP界面就能显示出周边的卫生间分布及使用情况，第一条路线为推荐卫生间路线，该默认路线为使用者有男士和女士并且推荐范围在一公里以内。APP界面有两种选择开关，其中一种为性别选择，你可以根据同行者选择只有男性还是只有女性又或者既有男性又有女性，另外一种选择为周边搜索范围选择，通过选择列表，你可以根据实际情况选择合适的搜索范围；选择好性别和范围后，手机APP能自动推荐一个最合适的卫生间给使用者，使用者可以点击该条信息后边的图标打开导航，以最快的时间到达目的地。
Claims (2)
1.一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置，其特征在于包括热释电传感器(1)、红外微波探测器(2)、带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块(3)、GPS模块(4)、NB-IoT通信模块(5)、电源(6)、嵌入式处理器及其外围电路(7)、物联网平台(8)、云服务器(9)和手机APP(10)；热释电传感器(1)安装在卫生间每个坑位人蹲坑时背面坑位水平位置25到40厘米高度，该传感器的输出端，在单节点系统中连接到带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块(3)的数字量隔离输入接口，或者在多节点系统中连接到嵌入式处理器及其外围电路(7)外围的开关量检测电路；红外微波探测器(2)安装在每个卫生间的入口处，入口外安装一个，入口内安装一个,安装高度为2m到3m,该探测器的输出端，在单节点系统中连接到带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块(3)的数字量隔离输入接口，或者在多节点系统中连接到其中一个坑位的嵌入式处理器及其外围电路(7)外围开关量检测电路；带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块(3)的485接口连接到嵌入式处理器及其外围电路(7)外围的RS485转串口电路；GPS模块(4)，在单节点系统中，串口连接到嵌入式处理器及其外围电路(7)的UART5接口，或者在多节点系统中，与其中一个坑位的嵌入式处理器及其外围电路(7)的UART5连接；NB-IoT通信模块(5)通过串口连接到嵌入式处理器及其外围电路(7)的UART2接口，NB-IoT通信模块(5)与NB基站(11)无线连接；给相应的用电设备供电的电源(6)，在单节点系统中，电源模块为220V转12V的直流电源，220V端口与市电200V相连；在多节点系统中，电源为由4节3400mAh的18650电池组成的电池组，其输出电压为12V，两种结构系统的电源的输出端都与嵌入式处理器及其外围电路(7)外围电源管理电路的电源输入端连接、与热释电传感器(1)的电源输入端连接、与红外微波探测器(2)的电源输入端连接，单节点系统中电源还与带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块(3)的电源输入端连接；NB-IoT通信模块(5)通过NB基站(11)发送数据到物联网平台(8)，物联网平台(8)把数据推送到云服务器(9)，手机APP(10)从云服务器(9)获取数据；在每个卫生间门口设置微型电脑(12)和液晶显示器(13)，所述的微型电脑(12)与嵌入式处理器及其外围电路(7)的UART1转232接口连接；微型电脑(12)通过HDMI接口连接到液晶显示器(13)；所述NB-IoT通信模块(5)采用移远QUECTEL BC35-G模组，包含BC35-G模组和SIM卡，BC35-G模组通过串口与嵌入式处理器的UART2连接。
2.一种根据权利要求1所述的基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置的监测方法，其特征在于由以下步骤组成：
一、监测卫生间坑位是否有人
单节点系统：
运用输出灵敏度和触发时间可调的热释电传感器来监测坑位是否有人，设置继电器的触发模式为高电平或者低电平，设置输出为常开或者常闭；所述的传感器安装在卫生间人蹲坑时背面坑位水平位置25到40厘米高度，每个坑位的热释电传感器分别连接到带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的一路数字量输入接口上；带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的485接口接到嵌入式处理器的UART转485接口；嵌入式处理器把从485接口接收到的热释电传感器数据通过MODBUS RTU协议解析出来，有效数据中，坑位有人时为1，无人时为0；
或者多节点系统：
热释电传感器，连接到嵌入式处理器外围的开关量检测电路,所述的传感器和单节点系统所使用的传感器一样,监测方法一样,当有人时,嵌入式处理器相应的输入IO引脚电平为1,当无人时,为0；
二、监测卫生间的人流量
单节点系统：
使用红外微波探测器,探测器的输出设置为常开或者常闭,安装在每个卫生间的入口处,入口外装一个，入口内装一个，安装高度为2m到3m,只有当红外探头和微波探头同时或者相继在短暂时间内都探测到目标时才确认有人经过；两个红外微波探测器分别连接在带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的两路数字量输入接口上,带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块的485接口接到嵌入式处理器的UART转485接口；嵌入式处理器把从485接口接收到的红外微波探测器数据通过MODBUS RTU协议解析出来，有效数据中，有人经过时为1，无人时为0,卫生间的人流量用探测器的触发总次数除以2；
或者多节点系统：
两个红外微波探测器，分别连接到其中一个坑位的嵌入式处理器外围的两路开关量检测电路；所述的探测器与单节点系统所使用的探测器一样,监测方法一样,当有人经过时,嵌入式处理器相应的输入IO引脚电平为1,当无人时,为0；
三、NB-IoT通信模块
单节点系统：
NB-IoT通信模块有4种模式：连接状态，空闲状态，PSM状态，eDRX状态，NB-IoT通信模块上行数据传给基站之后，NB-IoT通信模块进入空闲状态，此时开启一个激活定时器，激活定时器超时之后，NB-IoT通信模块进入PSM状态；在此状态下NB-IoT通信模块的射频被关闭，相当于关机，但是基站还保留着NB-IoT通信模块的信息，当NB-IoT通信模块从PSM状态唤醒之后进入连接状态，不需要再次进行附着建立连接；NB-IoT通信模块是基于底层的UDP通信协议以及应用层的COAP协议实现无线通信，所述的NB-IoT通信模块通过串口连接到嵌入式处理器的UART2上，嵌入式处理器将带RS485MODBUS通信协议的多输入多输出采集控制模块接收到的红外微波探测器数据、多路热释电传感器数据、GPS位置信息，这些数据通过MODBUS通信协议解析后加上数据针头按指定格式打包并使用AT指令控制NB-IoT通信模块上报数据到物联网平台；
或者多节点系统：
NB-IoT通信模块，直接连接到嵌入式处理器的UART2接口，每个坑位的嵌入式处理器将直接通过AT指令控制NB-IoT通信模块上报当前坑位的信息，如果连接了GPS模块或者红外微波探测器的嵌入式处理器，还要将红外微波探测器数据、GPS位置信息一起打包上传到物联网平台；
四、GPS模块
GPS模块连接到嵌入式处理器的UART5接口，用于提供卫生间的位置信息,GPS模块获得的位置信息将通过所述NB-IoT通信模块上传至物联网平台；
五、物联网平台
物联网平台将接收到NB-IoT通信模块上报的数据推送到云服务器；
六、云服务器
云服务器将物联网平台推送过来的红外微波探测器数据、热释电传感器数据、GPS位置信息存储到云服务器数据库中，并对需求者提供寻找合适卫生间的服务；
七、手机APP
用户通过手机APP找出或者导航到推荐的合适卫生间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910191792.8A CN109782674B (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910191792.8A CN109782674B (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109782674A CN109782674A (zh) | 2019-05-21 |
| CN109782674B true CN109782674B (zh) | 2023-11-24 |
Family
ID=66487909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910191792.8A Active CN109782674B (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109782674B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110401693A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-11-01 | 西安广和通无线通信有限公司 | 医疗数据传输方法、装置、电子设备和存储介质 |
| CN112181777B (zh) * | 2020-09-30 | 2023-08-11 | 重庆工程职业技术学院 | 智慧楼宇系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CL2013003810A1 (es) * | 2013-12-31 | 2015-01-09 | Univ Talca | Sistema y método de monitoreo y gestion para la eficiencia energetica en edificaciones donde el sistema comprende medios de medicion y adquisicion de datos en linea desde sensores, medios de emision, recepcion y tranferencia de datos, medios de procesamiento, almacenaje e interfaz con el usuario, donde esta comprende un modulo de alarmas, un modulo de monitoreo y un modulo de opciones de inversion. |
| WO2017054101A1 (zh) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 苏州富米信息技术有限公司 | 一种物联云在线监测通用平台系统 |
| CN106647294A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-05-10 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 一种基于NB‑IoT的用水控制系统 |
| CN108737985A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 广州巨时信息科技有限公司 | 基于NB-IoT的智能农业监控系统 |
| CN108983717A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-12-11 | 苏州随身玩信息技术有限公司 | 一种基于分布式数据采集技术的智能厕所管理系统 |
-
2019
- 2019-03-14 CN CN201910191792.8A patent/CN109782674B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CL2013003810A1 (es) * | 2013-12-31 | 2015-01-09 | Univ Talca | Sistema y método de monitoreo y gestion para la eficiencia energetica en edificaciones donde el sistema comprende medios de medicion y adquisicion de datos en linea desde sensores, medios de emision, recepcion y tranferencia de datos, medios de procesamiento, almacenaje e interfaz con el usuario, donde esta comprende un modulo de alarmas, un modulo de monitoreo y un modulo de opciones de inversion. |
| WO2017054101A1 (zh) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 苏州富米信息技术有限公司 | 一种物联云在线监测通用平台系统 |
| CN106647294A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-05-10 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 一种基于NB‑IoT的用水控制系统 |
| CN108737985A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 广州巨时信息科技有限公司 | 基于NB-IoT的智能农业监控系统 |
| CN108983717A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-12-11 | 苏州随身玩信息技术有限公司 | 一种基于分布式数据采集技术的智能厕所管理系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于NB-IoT小型智能家居系统的设计;梁志勋;施运应;阮忠;;广西科技大学学报(01);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109782674A (zh) | 2019-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kaivonen et al. | Real-time air pollution monitoring with sensors on city bus | |
| CN105637908B (zh) | 用于无线网络接入图和应用的系统和方法 | |
| CN106657293A (zh) | 一种数据采集终端、系统和方法 | |
| CN108700669A (zh) | 卫星通信系统中的终端调度方法 | |
| CN103298082A (zh) | 低功率定位信标 | |
| US20130005357A1 (en) | Mobile terminal and control method for mobile terminal | |
| CN109782674B (zh) | 一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置及方法 | |
| WO2011107856A1 (en) | System and methods for wireless sensor networks | |
| JP3495025B2 (ja) | 移動体通信網における電波状況測定システム、及び電波状況測定方法 | |
| CN103402217A (zh) | 基站天线参数处理系统 | |
| CN102088658A (zh) | 辅助全球卫星定位系统中的节电方法及系统 | |
| CN102938925A (zh) | 能耗控制方法和设备、移动终端设备 | |
| CN104319893A (zh) | 基于agps与4g的输电线路gis系统及实现方法 | |
| Mase | Information and Communication Technology and Electric Vehicles–Paving the Way towards a Smart Community | |
| JP4645939B2 (ja) | 移動基地局位置決定システム、端末位置決定システム、移動基地局、無線端末及び基地局位置決定プログラム | |
| CN103700272A (zh) | 便捷式交通信息实时收发系统 | |
| CN103197642B (zh) | 一种户外旅游安全监管系统 | |
| Peulic et al. | Flexible GPS/GPRS based system for parameters monitoring in the district heating system | |
| CN211557494U (zh) | 一种通信信号检测系统 | |
| CN209784771U (zh) | 一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间的监测装置 | |
| CN105357654A (zh) | 一种基于北斗的应急通信服务系统及其工作方法 | |
| JP5721224B2 (ja) | 放射線量計測システム | |
| US20230413082A1 (en) | Method and device for acquiring measurement information for terminal | |
| CN205301595U (zh) | 一种基于北斗卫星的定位设备 | |
| CN107643819A (zh) | 提高用户设备续航能力的方法及用户设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |