CN110730240B - 一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置、系统及其控制方法 - Google Patents

一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置、系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于NB‑IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置、系统及其控制方法。其中所述控制装置包括：中央微处理器、电源模块、NB‑IoT通信模块、固态存储器、继电器、温度传感器、I/O接口，其中所述NB‑IoT通信模块、固态存储器、继电器、温度传感器、电源模块、I/O接口均与所述中央微处理器相连；所述固态存储器，其用于保存所述加热设备工作数据；所述继电器与所述加热设备相连接，以控制加热设备的工作。本智能控制系统具备无线自主接入网络进行通信的功能；可通过手机等终端远程自由设定加热程序、查看和控制加热设备状态；可实时存储工作数据以便于对实验过程进行溯源分析。

Description

一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装 置、系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及实验室设备领域，具体为一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能装置、系统及其控制方法。
背景
实验室加热设备，如烘箱、马弗炉、管式炉等，是科研院所和企业研发实验室的常用仪器设备。但市面上现有的实验室加热设备功能大都较为单一，通常只能在仪器面板上一步设定到温温度的功能。部分程序控温的加热设备，在温控仪表上加入多步设置程序，可以实现按设定加热曲线工作的功能，但同样需要在仪器面板上一步一步顺序设置，因温度、时间都以代码形式显示，极易出现设置差错，稍有差错又需重头开始设置，操作极为繁琐不便。至于自整定校验操作，更是非专业用户难以顺利开展。
从物联网角度来看，窄带物联网(Narrow Band-Internet of Things，NB-IoT)是第三代合作伙伴计划(3GPP)于2016年6月完成其核心技术标准而实施的新一代物联网通信技术，构建于蜂窝网络，消耗的带宽不会超过180kHz，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或者LTE网络，能够实现平滑升级。相比4G网络、ZigBee等短距离通信技术，NB-IoT技术有大容量、广覆盖、深穿透、低成本、低功耗等特点，能够带来更加丰富的应用场景。其低成本和低功耗(静态功耗目标可达μA级)的特点非常适用于温湿度无线传输数据量小但要求实时的需求。在移动终端，手机APP需要下载安装，有时为了满足用户的需求需要升级更新，给用户带来不好的体验。微信作为手机安装最多、使用最频繁的移动应用之一，是月活跃用户达到8亿以上的一种即时通讯工具，在其之上推出的微信小程序(WeChat MiniProgram，WCMP)具有无需额外安装和卸载，就可在微信内便捷地获取和传播的优势，适合提供以内容和服务为主，但又需要功能性的小应用。
在信息技术高速发展的今天，借助于物联网技术，可以使实验室加热设备实现智能化，即程序设置更加简单、功能更加丰富、使用更加安全。
发明内容
1、解决的技术问题
针对当前实验室加热设备存在的不足，本发明提供了一种应用NB-IoT(窄带)物联网技术的智能控制系统。该智能控制系统硬件部分体积小巧，可直接嵌入实验室加热设备而实现对加热设备性能的重大提升，使之更智能、更简单、更安全。该智能控制系统具备无线自主接入网络进行通信，可通过手机等终端远程自由设定加热程序、查看和控制加热设备状态，可实时存储工作数据以便于对实验过程进行溯源分析。
2、技术解决方案
为实现上述目的，本发明提供如下解决方案：一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置，其包括：中央微处理器、电源模块、NB-IoT通信模块、固态存储器、继电器、温度传感器、电源模块、I/O接口，其中
所述NB-IoT通信模块、固态存储器、继电器、温度传感器、I/O接口均与所述中央微处理器相连；
所述固态存储器，其用于保存所述加热设备工作数据；
所述继电器与所述加热设备相连接，以控制加热设备的工作。
其中，所述NB-IoT通信模块包括物联网卡、天线模块、NB模组；
所述物联网卡和天线模块连接到所述NB模组；
所述物联网卡，用于实现所述装置的入网及业务管理；其由运营商根据自身基带频段定制的专用NB-IoT卡；
所述天线模块，用于收发信号；
所述NB模组，用于通过所述天线模块与运营商基站进行通信。
其中，所述电源模块包括线性稳压器，所述NB模组包括控制芯片、输入电压保护电路。
其中，所述天线模块，由板载天线和P302模块组成无线射频电路，P301模块是升级固件串口，TXD、RXD引脚连接KL36芯片引脚PTE0、PTE1用作通信串口。
本发明还提出了一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制系统，其包括上述基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置、加热设备、服务器和NB-IoT基站。
其中所述系统还包括：
人机交互终端，其包括APP客户端和数据展示端；
所述APP客户端包括基于终端的APP应用，或基于APP应用的小程序；
所述数据展示端包括基于WEB技术的终端。
其中，所述服务器输出端设有中心管理平台，所述服务器与中心管理平台通过传输线缆相互连通，所述中心管理平台输出端设有运营商网络，所述运营商网络连接端设有云平台，所述云平台连接端设有APP客户端和数据展示端。
本发明还提出了一种基于上述系统的控制方法，其包括：
系统初始化；
基于定时时间，判断是否发送设备状态查询指令；
判断是否收到设备状态信息；
判断接收的所述设备状态信息是否完整；
基于判断结果，向控制装置发送相应指令。
其中，所述系统初始化包括定时器初始化、串口初始化、控制装置初始化。
其中，所述控制装置初始化包括设置电信频段、自动找网、工作模式检测。
其中，所述控制装置执行如下步骤：
模块初始化；
判断是否存在下行数据；
基于判断结果进行相应的连接和传输操作。
3、有益效果
本发明提供了一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制系统，通过本系统的加入，将颠覆实验室加热设备现有的操控方式，实现如下有益效果：
可通过手机等终端远程自由设定加热程序、查看和控制加热设备状态；可实时存储工作数据以便于对实验过程进行溯源分析；在此基础上带来的更方便、更精确的操作，更安全、更可靠的运行，更丰富、更可靠的数据。
附图说明
图1为与本发明某一实施例一致的基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置的原理框图；
图2为与本发明另一实施例一致的基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置的原理框图；
图3为与本发明实施例一致的基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置中的电源模块的电路原理图；
图4为与本发明实施例一致的基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置中的温度传感器的电路原理图；
图5为与本发明实施例一致的基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置中的NB-IoT通信模块的电路原理图；
图6为与本发明实施例一致的基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制系统的原理框图；
图7为与本发明实施例一致的基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制方法的流程图。
具体实施例
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本文所公开的方法和处理适用于使用适合性的所有无线接入技术(RAT)。适用的RAT的示例可以包括但不限于：GSM、UMTS和LTE。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本公开内容的各个方面，元素或者元素的任何部分或者元素的任意组合可以用包括一个或多个中央微处理器的处理系统来实现。例如，基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置可以是如图1中的任何一个或多个所示出的基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置。中央微处理器的示例包括微中央微处理器、微控制器、数字信号中央微处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门逻辑、分离硬件电路和被配置为执行贯穿本公开内容描述的各种功能的其它适当硬件。也就是说，如基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置中所使用的中央微处理器可以用于实现下面所描述任意方法。
在该示例中，可以使用总线架构(其通常用总线表示)来实现处理系统。根据处理系统的具体应用和整体设计约束条件，总线可以包括任意数量的相互连接总线和桥接。总线将包括一个或多个中央微处理器(其通常用中央微处理器表示)、固态存储器和计算机可读介质(其通常用计算机可读存储介质表示)的各种电路链接在一起。此外，总线还可以链接诸如时钟源、外围设备、电压调整器和电源管理电路等等之类的各种其它电路，其中这些电路都是本领域所公知的，因此没有做任何进一步的描述。总线接口提供总线和无线通信模块之间的接口。无线通信模块提供用于通过传输介质来与各种其它装置进行通信的单元。根据装置的本质，还可以提供I/O接口(例如，键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆、触摸屏和触摸板)。
在一个或多个示例中，中央微处理器可以包括被配置为用于各种功能的电路。例如，该电路可以被配置为实现下面结合图7所描述的功能中的一个或多个。
计算机可读存储介质可以被配置为与中央微处理器一起操作，以执行贯穿本公开内容的功能。在一个或多个示例中，计算机可读存储介质可以包括各种例行程序，当这些例行程序被执行时，配置中央微处理器执行下面结合图7所描述的各种功能。
中央微处理器负责管理总线和一般的处理，其包括执行计算机可读存储介质上存储的软件。当该软件由中央微处理器执行时，使得处理系统执行下面针对任何特定装置所描述的各种功能。计算机可读存储介质还可以用于存储当中央微处理器执行软件时所操作的数据。
处理系统中的一个或多个中央微处理器可以执行软件。软件应当被广泛地解释为意味着指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例行程序、子例行程序、对象、可执行文件、执行的线程、过程、函数等等，无论其被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语。软件可以位于计算机可读存储介质上。计算机可读存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质。举例而言，非临时性计算机可读存储介质可以包括磁存储器件(例如，硬盘、软盘、磁带)、光盘(例如，压缩光盘(CD)或数字通用光盘(DVD))、智能卡、闪存器件(例如，卡、棒或钥匙驱动器)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、寄存器、移动硬盘、以及用于存储可由计算机存取和读取的软件和/或指令的任何其它适当介质。计算机可读存储介质可以位于处理系统之内，也可以位于处理系统之外，也可以分布在包括处理系统的多个实体中。计算机可读存储介质可以用计算机程序产品来体现。举例而言，计算机程序产品可以包括具有封装材料的计算机可读存储介质。本领域普通技术人员应当认识到，如何根据特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件来最佳地实现贯穿本公开内容给出的所描述功能。
贯穿本公开内容所给出的各种概念可以在多种多样的电信系统、网络架构和通信标准中实现。图2是根据本公开内容的方面，一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置，其包括：中央微处理器、电源模块、NB-IoT通信模块、固态存储器、继电器、温度传感器、I/O接口，其中
所述NB-IoT通信模块、固态存储器、继电器、温度传感器、电源模块、I/O接口均与所述中央微处理器相连；
所述固态存储器，其用于保存所述加热设备工作数据；
所述继电器与所述加热设备相连接，以控制加热设备的工作。
如图3所示，为与本发明某一实施例一致的基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置中电源模块的电路图。
电源模块电路如图3所示，在图中TPS709系列芯片是低压降线性稳压器，工作输入电压范围为2.7V～30V，输出电压范围为1.5V～6.5V，输出最大电流为150mA，其中EN引脚为低电平时，芯片停止工作。TPS70933芯片为KL36提供3.3V额定工作电压，TPS70939芯片为通信模块BC95提供3.9V工作电压，为了能达到低功耗的目的，需要进行无线通信时，由MCU发出指令控制TPS70939芯片的EN引脚为高电平，向BC95通信模块供电3.9V电压，不需要通信模块工作时，使EN引脚为低电平，TPS70939芯片停止工作。
其中，所述NB-IoT通信模块包括物联网卡、天线模块、NB模组；
所述物联网卡和天线模块连接到所述NB模组；
所述物联网卡，用于实现所述装置的入网及业务管理；其由运营商根据自身基带频段定制的专用NB-IoT卡；
所述天线模块，用于收发信号；
所述NB模组，用于通过所述天线模块与运营商基站进行通信。
其中，所述电源模块包括线性稳压器，所述NB模组包括控制芯片、输入电压保护电路。
在某一实施例中，温湿度采集选用Pt100铂电阻传感器，它具有微功耗、高可靠、高准确度等特点，在生活中的温湿度测量方面得到广泛应用。当温度变化范围在-40～60℃之间时，Pt100阻值变化范围为84.27Ω～123.24Ω，温度最大非线性偏差小于0.5℃。湿度范围在0～100％时，湿度传感器的输出电压范围为0～1.0V，两者是正比关系，湿度信号的放大倍数为K＝(R201+R202)/R202。温度传感器如图4所示。其中：RH+和RH-分别表示湿度传感器电压信号正向/反向输入端，RT+和RT-分别表示温度传感器电压信号正向/反向输入端，PTE16/PTE17表示湿度/温度传感器电压输出信号提供给MCU。LM324为电路放大元件，工作电压范围为3.0V～32V，静态电流小，单电源供电时放大倍数为1～100倍。
其中，所述天线模块，由板载天线和P302模块组成无线射频电路，P301模块是升级固件串口，TXD、RXD引脚连接KL36芯片引脚PTE0、PTE1用作通信串口。
NB-IoT通信模块选用的是具有高性能、低功耗的无线通信模块BC95芯片。BC95芯片内嵌丰富的网络服务协议栈，完成无线通信功能。NB-IoT通信模块还包括输入电压保护电路，电路如图5所示。在图中，C301～C304组成输入电压保护电路，板载天线和P302组成无线射频电路，P301是升级固件串口，TXD、RXD引脚连接KL36芯片引脚PTE0、PTE1用作通信串口。
图5中电压保护电路作用是：由于芯片BC95工作电压范围为3.4V～4.2V，电源提供的电压为3.9V，在长期使用过程中输入电压会逐渐降低，为保证VBAT引脚电压不会跌落到3.4V以下，在靠近模块VBAT输入端，并联一个C301＝100μF的钽电容以及C302＝100nF、C303＝33pF、C304＝10pF的滤波电容，保障BC95正常工作。无线射频电路的作用是接收无线信号，为了能够更好地调节射频性能，其中R301预留匹配电路使用，根据信号的强弱可以进行增减，载板天线是用来接收外部无线信号，P302连接外部天线使用，如果通过载板天线接收的信号不能达到工作要求时，可以通过P302连接外部天线增强无线信号。
该智能控制装置硬件部分体积小巧，可直接嵌入实验室加热设备而实现对加热设备性能的重大提升，使之更智能、更简单、更安全。
优选地，无线通信模块采用WiFi芯片外链路由器方案或ZigBee芯片+智能网关外链路由器方案，通过该无线通信模块，远程终端如手机可方便地通过智能控制系统对加热设备进行各种操作。
优选地，固态存储器采用闪存作为存储介质，起着在断网时保存加热设备工作数据的功能，重新联网后，系统将固态存储器中保存的数据抽取存入云端服务器。
优选地，继电器同时与加热设备的电热管相连接，是执行控制装置系统对加热设备下达加热、保温、关停等工作指令的重要中枢，在继电器内烧入自整定、防浪涌等算法，使之控温更精确。
中央微处理器作为整个装置的核心，与无线通信模块相连以实现外部终端通过云服务器对加热设备的各种操控；与固态存储器相连以实现工作过程数据的寄存；与继电器相连以执行对加热设备下达加热、保温、关停等工作指令；与温度传感器接口相连以配合与继电器协同工作实现准备控温的功能；与显示输出端口相连以在加热设备的显示屏上实时显示当前温度、下一段设定温度等必要信息。
本发明还描绘一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制系统的原理框图。现参见图6，举一个示例性的示例，而非做出限制，提出了一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制系统，其包括上述如图1-5所述基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制装置、加热设备、服务器和NB-IoT基站。
其中所述系统还包括：
人机交互终端，其包括APP客户端和数据展示端；
所述APP客户端包括基于终端的APP应用，或基于APP应用的小程序；
所述数据展示端包括基于WEB技术的终端。
其中，所述服务器输出端设有中心管理平台，所述服务器与中心管理平台通过传输线缆相互连通，所述中心管理平台输出端设有运营商网络，所述运营商网络连接端设有云平台，所述云平台连接端设有APP客户端和数据展示端。
可以理解的是，上述说明的服务器中的处理器执行计算机程序时，也可以实现上述对应的服务器实施例中各单元的功能，此处不再赘述。示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在存储客户端一侧的读取位置获取装置中的执行过程。例如，计算机程序可以被分割成上述存储客户端一侧的读取位置获取装置中的各单元，各单元可以实现如上述相应读取位置获取装置说明的具体功能。
服务器装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。服务器装置可包括但不仅限于处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，处理器、存储器仅仅是计算机装置的示例，并不构成对计算机装置的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如计算机装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMediaCard,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
为了便于理解，下面对本发明实施例中的具体流程进行描述，请参阅图7，本发明实施例中的基于区块链的停车收费方法进行描述，本发明实施例中一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制方法的一个实施例可包括：
系统初始化；
基于定时时间，判断是否发送设备状态查询指令；
判断是否收到设备状态信息；
判断接收的所述设备状态信息是否完整；
基于判断结果，向控制装置发送相应指令。
其中，所述系统初始化包括定时器初始化、串口初始化、控制装置初始化。
其中，所述控制装置初始化包括设置电信频段、自动找网、工作模式检测。
其中，所述控制装置执行如下步骤：
模块初始化；
判断是否存在下行数据；
基于判断结果进行相应的连接和传输操作。
系统首先进行初始化，以及同时对NB－IoT模块进行初始化，该初始化步骤包括设置电信频段、自动找网模式、全工作模式等)，其负责定时向加热设备发送运行状态査询命令，完成加热设备状态参数的定时采集，并按规定的协议将加热设备状态数据上传云平台。该装置与远程控制终端之间采用全双工的UART通信方式，考虑到数据传输的完整性和准确性，在通信每一帧的数据中加入校验位。
为去除异常丢包导致的异常数据，我们采用自定义数据帧校验方式，如表1所示，A-P的数据格式是16进制，在传输协议中，将数据位的最后1位(P)定义为校验位，通过数据帧前15位之和与0XFF进行与运算，并将运算后的值与校验位P比较是否相等，从而判断数据帧的准确性，若为异常数据，则直接剔除。
表1数据帧传输格式
Figure GDA0002578755890000141
串口接收中断服务程序负责的是按协议接收云平台通过NB-IoT模块的涉及加热设备的控制命令并进行解析，将其转发给中央微处理器。
NB-IoT模块有3种工作模式：PSM(省电模式)、DRX(不连续接收)和eDRX(扩展不连续接收)。其中，DRX模式周期为1.28s，其间包括Connect和IDLE两个状态的切换。用户在IDLE状态时，每DRX周期监听一次寻呼信道，检查是否有下行业务到达。若有则触发用户设备建立空口连接，然后再转发下行数据包。中央微处理器可通过AT命令唤醒NB-IoT模块向云平台发送数据。
移动客户端采用标准MVC框架，即模型－视图－控制器模式。模型里存储的是加热设备的属性和用户的个人信息，视图里存储的是移动客户端设计的各个界面，控制器负责从模型中获取加热设备状态并将其加载到视图界面，同时也负责更新模型里的状态。视图部分的移动客户端界面包括引导界面、登录界面、注册界面、控制界面、设备管理界面和故障信息界面。其中控制界面包括开关机设置、运行模式设置、快捷设置、风速风向设置、温度设置和定时设置。用户在注册完账号后，可以使用该装置的加热设备绑定到该账号下，以便可以查看状态并对所述加热设备进行设置。
远程控制可采用手动控制和自动控制两种方式。当采用自动控制时，可采用PID控制方式。
模糊PID在常规的PID控制中采用模糊推理思想，根据设定温度值与测量值之间的偏差E和偏差变化率Ec的不同，基于前一次的比例、积分和微分参数(Kp`、Ki`和Kd`)，对比例、积分和微分参数(Kp、Ki和Kd)进行在线自整定，结合专家控制经验建立ΔKp、ΔKi和ΔKd与E和Ec间的自整定函数关系，使得系统在不同情况下对Kp、Ki和Kd不断地修改和调整，改善了被控系统的动态和稳态性能、提高其抗干扰能力。
模糊推理输入和输出的都是精确量，而本身是模糊量，这就需要在算法实现过程中实现精确量的模糊化、模糊决策和解模糊化。模糊设计主要包含2个方面：一个是模糊量的个数，另一个是模糊量隶属函数的设计。
本发明还提供了一种服务器可读存储介质，该服务器可读存储介质用于实现存储客户端一侧的功能，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，处理器，可以用于执行如下步骤：
系统初始化；
基于定时时间，判断是否发送设备状态查询指令；
判断是否收到设备状态信息；
判断接收的所述设备状态信息是否完整；
基于判断结果，向控制装置发送相应指令。
其中，所述系统初始化包括定时器初始化、串口初始化、控制装置初始化。
其中，所述控制装置初始化包括设置电信频段、自动找网、工作模式检测。
其中，所述控制装置执行如下步骤：
模块初始化；
判断是否存在下行数据；
基于判断结果进行相应的连接和传输操作。
在本公开内容中，所使用的“示例性的”一词意味着“用作示例、例证或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实现或者方面不应被解释为比本公开内容的其它方面更优选或更具优势。同样，词语“方面”并不需要本公开内容的所有方面都包括所讨论的特征、优点或者操作模式。本文使用“耦合”一词来指代两个对象之间的直接耦合或者间接耦合。例如，如果对象A物理地接触对象B，并且对象B接触对象C，则对象A和C可以仍然被认为是彼此之间耦合的，即使它们彼此之间并没有直接地物理接触。例如，第一芯片可以耦合到第二芯片，即使第一芯片从未直接地与第二芯片物理地接触。广义地使用术语“电路”和“电子电路”，它们旨在包括电子设备和导体的硬件实现(其中当连接和配置这些电子设备和导体时，实现本公开内容中所描述的功能的执行，而不作为对电子电路的类型的限制)以及信息和指令的软件实现(其中当这些信息和指令由处理器执行时，实现本公开内容中所描述的功能的执行)。
可以对图1-7中所示出的组件、步骤、特征和/或功能中的一个或多个进行重新排列和/或组合成单一组件、步骤、特征或者功能，或者体现在几个组件、步骤或者功能中。此外，还可以增加另外的元素、组件、步骤和/或功能，而不偏离本文所公开的新颖特征。图1-7中所示出的装置、设备和/或组件可以被配置为执行本文所描述的方法、特征或步骤中的一个或多个。本文所描述的新颖算法也可以利用软件来高效地实现，和/或嵌入在硬件之中。
应当理解的是，本申请所公开方法中的特定顺序或步骤层次只是示例性处理的一个示例。应当理解的是，根据设计优先选择，可以重新排列这些方法中的特定顺序或步骤层次。所附的方法权利要求以示例顺序给出了各种步骤的元素，但并不意味着其受到给出的特定顺序或层次的限制，除非本申请进行了明确地说明。
为使本领域任何普通技术人员能够实现本文描述的各个方面，上面围绕各个方面进行了描述。对于本领域普通技术人员来说，对这些方面的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的总体原理也可以适用于其它方面。因此，本发明并不限于本文示出的方面，而是与本发明公开的全部范围相一致，其中，除非特别说明，否则用单数形式修饰某一部件并不意味着“一个和仅仅一个”，而可以是“一个或多个”。除非另外特别说明，否则术语“一些”指代一个或多个。指代一个列表项“中的至少一个”的短语是指这些项的任意组合，其包括单一成员。举例而言，“a、b或c中的至少一个”旨在覆盖：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c。贯穿本公开内容描述的各个方面的部件的所有结构和功能等价物以引用方式明确地并入本申请中，并且旨在由权利要求所涵盖，这些结构和功能等价物对于本领域普通技术人员来说是公知的或将要是公知的。此外，本申请中没有任何公开内容是想要奉献给公众的，不管这样的公开内容是否明确记载在权利要求书中。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制方法，其用于基于NB-IoT物联网技术的实验室加热设备智能控制系统中，其中所述系统包括：实验室加热设备智能控制装置、加热设备、服务器、NB-IoT基站、人机交互终端，其包括APP客户端和数据展示端、所述APP客户端包括基于终端的APP应用，或基于APP应用的小程序、所述数据展示端包括基于WEB技术的终端；并且其中，所述服务器输出端设有中心管理平台，所述服务器与中心管理平台通过传输线缆相互连通，所述中心管理平台输出端设有运营商网络，所述运营商网络连接端设有云平台，所述云平台连接端设有APP客户端和数据展示端；
其中，所述实验室加热设备智能控制装置，包括：
中央微处理器、电源模块、NB-IoT通信模块、固态存储器、继电器、温度传感器、I/O接口，其中所述NB-IoT通信模块、固态存储器、继电器、温度传感器、电源模块、I/O接口均与所述中央微处理器相连；所述固态存储器，其用于保存所述加热设备工作数据；所述继电器与所述加热设备相连接，以控制加热设备的工作；其中所述电源模块包括线性稳压器；其中所述NB-IoT通信模块包括物联网卡、天线模块、NB模组；所述NB模组包括控制芯片、输入电压保护电路；所述物联网卡和天线模块连接到所述NB模组；所述物联网卡，用于实现所述装置的入网及业务管理；其由运营商根据自身基带频段定制的专用NB-IoT卡；所述天线模块，用于收发信号；所述NB模组，用于通过所述天线模块与运营商基站进行通信；其中所述天线模块，由板载天线和P302模块组成无线射频电路，P301模块是升级固件串口，TXD、RXD引脚连接KL36芯片引脚PTE0、PTE1用作通信串口；
其中，所述实验室加热设备智能控制方法，包括：
系统初始化，包括定时器初始化、串口初始化、控制装置初始化，其中所述装置初始化包括电信频段、自动找网、工作模式检测；
基于定时时间，判断是否发送设备状态查询指令；
判断是否收到设备状态信息；
判断接收的所述设备状态信息是否完整；
基于判断结果，向控制装置发送相应指令；
其中，所述判断接收的所述设备状态信息是否完整，通过下表中的数据帧中的校验位进行校验：
Figure FDA0002578755880000021
其中，A-P的数据格式是16进制，在传输协议中，将数据位的最后1位(P)定义为校验位，通过数据帧前15位之和与0XFF进行与运算，并将运算后的值与校验位P比较是否相等，从而判断数据帧的准确性，若为异常数据，则直接剔除。
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