CN111932857A - 一种基于nb-iot的无线遥测终端机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于NB‑IOT的无线遥测终端机，涉及遥测终端机技术领域，包括采集模块、控制模块、NB‑IOT传输模块、RFID读写模块和电源模块，所述电源模块包括光伏发电单元和稳压单元，其中，所述采集模块与所述RFID读写模块连接，所述NB‑IOT传输模块、所述RFID读写模块和所述电源模块分别与所述控制模块连接。本发明通过获取特征信息并将采集特征信息传输至所述控制模块；获取指令并进行对特征指令进行执行处理；另外通过RFID读写模块对获取的特征信息进行读取，实现网络接入成本低、数据收发功耗低，另外运行功耗低，节能环保。

Description

一种基于NB-IOT的无线遥测终端机
技术领域
本发明涉及遥测终端机技术领域，具体来说，涉及一种基于NB-IOT的无线遥测终端机。
背景技术
遥测终端机集数据采集、传输、存储功能于一体，采用低功耗设计，特别适用于太阳能供电的监测现场，可大大减少太阳能供电成本并降低施工难度，被广泛应用于气象、水文水利、地质等行业。尤其是在水文行业，无线遥测终端机应用非常广泛，满足水文遥测点分布广，具有无电源、不宜布线等特点，终端机根据实际监测需求配置不同的传感器，广泛用于水位、降雨(雪)量、流量、流速、蒸发量、泥沙、冰凌、墒情、水质等遥测项目。
目前遥测终端机的数据传输与网络接入技术现状主要是以下四项技术：1、总线组网(M-BUS、RS-485)+GPRS接入网络；2、无线自组网络(局域、广域网)+GPRS接入网络；3、GPRS接入互联网；4、无线自组网络+城市光纤或铜线接入网络。以上四项技术中前三项均是通过GPRS实现远程数据传输，存在速率低、延迟高、频宽利用率低、功耗大等缺点，且以上四项均存在在联网的过程中需要布线、可靠性不强、工作量大、需要终端企业组网功耗大、成本高等问题。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于NB-IOT的无线遥测终端机，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于NB-IOT的无线遥测终端机，包括采集模块、控制模块、NB-IOT传输模块、RFID读写模块和电源模块，所述电源模块包括光伏发电单元和稳压单元，其中，所述采集模块与所述RFID读写模块连接，所述NB-IOT传输模块、所述RFID读写模块和所述电源模块分别与所述控制模块连接，其中；
所述采集模块，用于获取特征信息并将采集特征信息传输至所述控制模块；
所述控制模块，用于获取指令并进行对特征指令进行执行处理；
所述NB-IOT传输模块，用于信息传输；
所述RFID读写模块，用于获取的特征信息进行读取；
所述电源模块，用于系统供电。
进一步的，所述采集模块包括雨量传感单元、水位传感单元和工业照相单元，其中；
所述雨量传感单元，用于获取雨量特征信息；
所述水位传感单元，用于获取水位特征信息；
所述工业照相单元，用于获取图像特征信息。
进一步的，所述光伏发电单元用于光伏发电，其中包括蓄电池和太阳能光伏板，所述太阳能光伏板的输出端与所述蓄电池的输入端连接。
进一步的，所述稳压单元包括4V电压转换电路和3.3V电压转换电路，其中，4V电压转换电路的输入端与蓄电池连接，4V电压转换电路的输出端一路输出4V电压，另一路与所述3.3V电压转换电路的输入端连接，3.3V电压转换电路的输出端输出3.3V电压。
进一步的，包括存储模块，用于对采集的特征信息进行信息存储。
进一步的，所述存储模块为FLASH存储器。
进一步的，包括避雷器用于进行避雷。
本发明的有益效果：
本发明基于NB-IOT的无线遥测终端机，集成采集模块、控制模块和NB-IOT传输模块以及RFID读写模块和电源模块，通过获取特征信息并将采集特征信息传输至所述控制模块；获取指令并进行对特征指令进行执行处理；另外通过RFID读写模块对获取的特征信息进行读取，实现网络接入成本低、数据收发功耗低，另外运行功耗低，节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是根据本发明实施例的一种基于NB-IOT的无线遥测终端机的原理框图。
图中：
1、采集模块；2、控制模块；3、NB-IOT传输模块；4、RFID读写模块；5、电源模块。
具体实施方式
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种基于NB-IOT的无线遥测终端机。
如图1所示，根据本发明实施例的基于NB-IOT的无线遥测终端机，包括采集模块1、控制模块2、NB-IOT传输模块3、RFID读写模块4和电源模块5，所述电源模块5包括光伏发电单元和稳压单元，其中，所述采集模块1与所述RFID读写模块4连接，所述NB-IOT传输模块3、所述RFID读写模块4和所述电源模块5分别与所述控制模块2连接，其中；
所述采集模块1，用于获取特征信息并将采集特征信息传输至所述控制模块2；
所述控制模块2，用于获取指令并进行对特征指令进行执行处理；
所述NB-IOT传输模块3，用于信息传输；
所述RFID读写模块4，用于获取的特征信息进行读取；
所述电源模块5，用于系统供电。
其中，所述采集模块1包括雨量传感单元、水位传感单元和工业照相单元，其中；
所述雨量传感单元，用于获取雨量特征信息；
所述水位传感单元，用于获取水位特征信息；
所述工业照相单元，用于获取图像特征信息。
其中，所述光伏发电单元用于光伏发电，其中包括蓄电池和太阳能光伏板，所述太阳能光伏板的输出端与所述蓄电池的输入端连接。
其中，所述稳压单元包括4V电压转换电路和3.3V电压转换电路，其中，4V电压转换电路的输入端与蓄电池连接，4V电压转换电路的输出端一路输出4V电压，另一路与所述3.3V电压转换电路的输入端连接，3.3V电压转换电路的输出端输出3.3V电压。
其中，进一步包括存储模块，用于对采集的特征信息进行信息存储。
其中，所述存储模块为FLASH存储器。
其中，进一步包括避雷器用于进行避雷。
借助于上述技术方案，集成采集模块、控制模块和NB-IOT传输模块以及RFID读写模块和电源模块，通过获取特征信息并将采集特征信息传输至所述控制模块；获取指令并进行对特征指令进行执行处理；另外通过RFID读写模块对获取的特征信息进行读取，实现网络接入成本低、数据收发功耗低，另外运行功耗低，节能环保。
另外，具体的，FLASH即快闪存储器，是一种非易失性(Non-Volatile)内存。在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘，这项特性正是闪存得以成为各类便携型数字设备的存储介质的基础。
而对于上述RFID读写模块4来说，射频识别(RFID)是Radio FrequencyIdentification的缩写。其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，另外无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离，可分为近场和远场，为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。
另外，其控制模块2需要与工作站进行数据的双向交互，NB-IOT传输模块不仅具有双向通信功能，还继承4G网络安全能力，支持双向鉴权以及空口严格加密，确保用户数据的安全性。NB-IOT通信方式还具有低速率、低功耗、低带宽等特点，速率低就不需要大缓存，所以可以缓存小、DSP配置低；低功耗意味着RF设计要求低，小PA就能实现；低带宽就不要复杂的均衡算法。低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势，这些因素使得NB-IOT芯片可以做得很小，芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小成本越低，模块的成本也随之变低。
另外，具体的，其蓄电池包括电池、充电插口、连接在电池和充电插口之间的充电管理模块，充电管理模块控制电池的充放电状态。充电管理模块通常具有充电监控模块、调节模块及保护模块，充电监控模块可监控电池的充电电流、充电电压及电池电量等参数，通过调节模块升高或降低充电电流及充电电压，以使其符合电池的充电需要，保护模块可在电池电量充满时断开充电回路，避免电池过充电存在的安全隐患，当然保护模块也可以在电池电量低时断开放电回路，避免电量过放对电池造成的伤害，实际应用中，充电管理模块可根据具体需要进行设计。由于NB-IOT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IOT设备功耗可以做到非常小，可以保障电池5年以上的使用寿命。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过集成采集模块、控制模块和NB-IOT传输模块以及RFID读写模块和电源模块，通过获取特征信息并将采集特征信息传输至所述控制模块；获取指令并进行对特征指令进行执行处理；另外通过RFID读写模块对获取的特征信息进行读取，实现网络接入成本低、数据收发功耗低，另外运行功耗低，节能环保。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于NB-IOT的无线遥测终端机，其特征在于，包括采集模块(1)、控制模块(2)、NB-IOT传输模块(3)、RFID读写模块(4)和电源模块(5)，所述电源模块(5)包括光伏发电单元和稳压单元，其中，所述采集模块(1)与所述RFID读写模块(4)连接，所述NB-IOT传输模块(3)、所述RFID读写模块(4)和所述电源模块(5)分别与所述控制模块(2)连接，其中；
所述采集模块(1)，用于获取特征信息并将采集特征信息传输至所述控制模块(2)；
所述控制模块(2)，用于获取指令并进行对特征指令进行执行处理；
所述NB-IOT传输模块(3)，用于信息传输；
所述RFID读写模块(4)，用于获取的特征信息进行读取；
所述电源模块(5)，用于系统供电。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的无线遥测终端机，其特征在于，所述采集模块(1)包括雨量传感单元、水位传感单元和工业照相单元，其中；
所述雨量传感单元，用于获取雨量特征信息；
所述水位传感单元，用于获取水位特征信息；
所述工业照相单元，用于获取图像特征信息。
3.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的无线遥测终端机，其特征在于，所述光伏发电单元用于光伏发电，其中包括蓄电池和太阳能光伏板，所述太阳能光伏板的输出端与所述蓄电池的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的基于NB-IOT的无线遥测终端机，其特征在于，所述稳压单元包括4V电压转换电路和3.3V电压转换电路，其中，4V电压转换电路的输入端与蓄电池连接，4V电压转换电路的输出端一路输出4V电压，另一路与所述3.3V电压转换电路的输入端连接，3.3V电压转换电路的输出端输出3.3V电压。
5.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的无线遥测终端机，其特征在于，进一步包括存储模块，用于对采集的特征信息进行信息存储。
6.根据权利要求5所述的基于NB-IOT的无线遥测终端机，其特征在于，所述存储模块为FLASH存储器。
7.根据权利要求5所述的基于NB-IOT的无线遥测终端机，其特征在于，进一步包括避雷器用于进行避雷。
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