CN207516810U - 一种基于NBIoT物联网的环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于NBIoT物联网的环境监测系统。本系统包括数据采集设备、环境监测管理平台、移动端；所述数据采集设备，用于采集环境监控数据，并将其发送给所述环境监测管理平台；所述数据采集设备包括主控制器、显示器、NBIoT通讯模块、传感器模组和电源；所述主控制器分别与所述显示器、NBIoT通讯模块、传感器模组通信连接，所述主控制器与所述电源电连接；所述环境监测管理平台，用于对收到的所述环境监控数据进行处理，生成数据分析结果；所述移动端，用于向所述环境监测管理平台进行数据查询，以及对所述数据采集设备进行远程控制。本系统方便用户实时了解远程环境指标参数数据，减少远程终端设备和平台的开发成本。

Description

一种基于NBIoT物联网的环境监测系统

技术领域

本实用新型属于物联网技术领域，涉及一种环境监控系统，尤其涉及一种基于NBIoT物联网的环境远程监测系统。

背景技术

随着近几十年工业高速发展，大量矿物燃料的使用，有害气体、烟尘、粉尘排入到大气中的数量剧增，加之，城市交通业的发展，汽车尾气向低空排放的有害气体，使得大气污染日益严重，近几年雾霾的发展更是让老百姓对环境污染深有体会。国家和社会大众开始对环境大气污染的危害越来越重视，通过一些科学技术手段来监测大气环境指标，比如对全国74个大中城市进行PM2.5的数据进行监测以及发布。但是这些数据采集于城市的数量有限的监测点，有些偏远的地区或密闭的室内环境往往无法监测到突发的污染事件。

NBIoT是近年来物联网领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NBIoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据测NBIoT设备电池寿命可以提高到至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于NBIoT物联网的环境监测系统，以方便用户实时了解远程环境指标参数数据，减少远程终端设备和平台的开发成本。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案为：

一种基于NBIoT物联网的环境监测系统，其特征在于，包括数据采集设备、环境监测管理平台、移动端；所述移动端分别与所述数据采集设备、所述环境监测管理平台通信连接，所述数据采集设备与所述环境监测管理平台通信连接；其中，

所述数据采集设备，用于采集环境监控数据，并将其发送给所述环境监测管理平台；所述数据采集设备包括主控制器、显示器、NBIoT通讯模块、传感器模组和电源；所述主控制器分别与所述显示器、NBIoT通讯模块、传感器模组通信连接，所述主控制器与所述电源电连接；

所述环境监测管理平台，用于对收到的所述环境监控数据进行处理，生成数据分析结果；

所述移动端，用于向所述环境监测管理平台进行数据查询，以及对所述数据采集设备进行远程控制。

进一步的，所述数据采集设备采用嵌入式安全处理器。

进一步的，所述数据采集设备为具有加密算法的32位嵌入式安全处理器。

进一步的，所述电源包括USB接口直接供电电源和可充电的锂电池。

进一步的，所述传感器模组包括采集PM2.5信息的传感器、采集温度信息的传感器、采用湿度信息的传感器、采集一氧化碳信息的传感器、采集二氧化碳信息的传感器、采集甲醛信息的传感器以及采集挥发性有机化合物信息的传感器。

进一步的，所述环境监测管理平台的架构为Hadoop架构。

本实用新型提供一种NBIoT物联网的多功能环境监测系统，该系统包括：数据采集设备、环境监测管理平台、移动端三大部分。

数据采集设备，主要由主控制器、显示器、NBIoT通讯模块、传感器模组，电源组成(详见附图2)，它用于通过各种传感器采集各种环境监控数据，包括但不限于PM2.5、温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、挥发性有机化合物(VOC)等，并通过显示器展示各种监控数据，同时通过NBIoT通讯模块将数据信息传输到环境监测管理平台。数据采集设备，采用32位高性能嵌入式安全处理器，该处理器具有RSA、3DES、SHA256等加密算法，可以对相关数据进行加密传输；NBIoT通讯模块采用窄带蜂窝物联网技术具有覆盖广、连接多、功耗低、成本低的优点；采用彩色LED显示器，可分屏显示各种监控数据，以及网络信号强度、电池电量、时间等信息；电源采用USB接口直接供电和可充电的锂电池供电两种方式，当USB直接供电失效后，可自动切换到锂电池供电方式继续工作。

环境监测管理平台主要包括用户管理、设备管理、告警管理、数据查询、统计分析等功能，实现环境测数据相应的处理和管理功能。

移动端主要用于实时数据展示、数据查询、远程控制。实现用户随时随地掌控数据采集设备采集的数据信息，并对数据采集设备进行远程控制管理。

本实用新型优点在于：

本实用新型提供一种NBIoT物联网的多功能环境监测系统，该系统包括：数据采集设备、环境监测管理平台、移动端三大部分。与传统监测系统相比，本实用新型数据采集设备采用NBIoT通讯模块，该NBIoT通讯模块一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NBIoT比现有的物联网网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力，尤其是在一些地下室或传统无线网络信号不好的地方，采用NBIoT通讯模块优势更明显；二是具备支撑海量连接的能力，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，采用两节普通AA干电池的NBIoT通讯模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本。

本实用新型提供的数据采集设备采用32位高性能嵌入式安全处理器，该处理器具有RSA、3DES、SHA256等加密算法，可以对相关数据进行加密传输，确保特殊应用数据不被第三方非法获取，从而保障采集的数据可靠安全。

本实用新型提供的环境监测管理平台采用Hadoop架构，支持海量监测数据并发处理，同时采用多种静态和动态展示数据方式，为用户提供直观数据分析结果。

本实用新型提供的环境监测管理平台支持告警管理，通过平台设置监测参数的阈值，当数据采集设备采集到的对应参数数据等于或大于阈值时，可实时将告警信息通过移动端通知到管理者，管理者收到告警信息后可通过移动端对数据采集设备进行相应的远程控制处理。

附图说明

图1是本实用新型系统框架结构图；

图2是本实用新型中数据采集设备组成结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

本实用新型提供一种NBIoT物联网的多功能环境监测系统，如图1所示，该系统包括：数据采集设备、环境监测管理平台、移动端三大部分。

数据采集设备如图2所示，其主要由主控制器、显示器、NBIOT通讯模块、传感器模组，电源组成，它用于通过各种传感器采集各种环境监控数据，包括但不限于PM2.5、温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、挥发性有机化合物(VOC)等，并通过显示器展示各种监控数据，同时通过NBIoT通讯模块将数据信息经过加密后传输到环境监测管理平台。

环境监测管理平台主要包括用户管理、设备管理、告警管理、数据查询、统计分析等功能，实现环境测数据相应的处理和管理功能。

移动端主要用于实时数据展示、数据查询、远程控制。实现用户随时随地掌控环境数据采集设备的数据信息，并对设备进行远程控制管理。

结合图1、图2对本实用新型提供的系统进一步说明如下：

1、用户首先在环境监测管理平台进行用户注册并配置一个或多个数据采集设备的管理信息，设备管理信息包括但不限于设备ID、NBIoT模块SIM卡信息、网络参数、设备采集参数类型，监控参数阈值等。

2、一个或多个数据采集设备在环境监测管理平台注册成功后，通过传感器模组实时采集各种环境监控参数数据，包括但不限于PM2.5、温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、挥发性有机化合物(VOC)等，并通过显示器展示各种监控数据，同时通过NBIoT通讯模块将数据信息经过主控制器加密后传输到环境监测管理平台。

3、环境监测管理平台按照设备ID分类存储一个或多个数据采集设备发送的监控数据。经过一段时间运行后，形成一个或多个数据采集设备的历史数据，并进行相关统计分析，比如形成某个设备在一个月内监控采集到PM2.5数据曲线图。

4、环境监测管理平台可将一个或多个数据采集设备的监控数据实时通过网络发送到移动端，通过移动端还可实现一个或多个数据采集设备的历史数据查询。

5、如果一个或多个数据采集设备的监控参数数值超过预先设置的阈值，环境监控管理平台通过网络将对应设备ID的告警信息及时发送到移动端。

6、管理者可通过移动端对出现告警的的一个或多个数据采集设备进行相应的远程控制管理。

以上实施仅用以说明本申请的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请的精神和范围，本申请的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (5)

1.一种基于NBIoT物联网的环境监测系统，其特征在于，包括数据采集设备、环境监测管理平台、移动端；所述移动端分别与所述数据采集设备、所述环境监测管理平台通信连接，所述数据采集设备与所述环境监测管理平台通信连接；其中，

所述数据采集设备，用于采集环境监控数据，并将其发送给所述环境监测管理平台；所述数据采集设备包括主控制器、显示器、NBIoT通讯模块、传感器模组和电源；所述主控制器分别与所述显示器、NBIoT通讯模块、传感器模组通信连接，所述主控制器与所述电源电连接；

所述环境监测管理平台，用于对收到的所述环境监控数据进行处理，生成数据分析结果；

所述移动端，用于向所述环境监测管理平台进行数据查询，以及对所述数据采集设备进行远程控制。

2.如权利要求1所述的基于NBIoT物联网的环境监测系统，其特征在于，所述数据采集设备采用嵌入式安全处理器。

3.如权利要求2所述的基于NBIoT物联网的环境监测系统，其特征在于，所述数据采集设备为具有加密算法的32位嵌入式安全处理器。

4.如权利要求1或2或3所述的基于NBIoT物联网的环境监测系统，其特征在于，所述电源包括USB接口直接供电电源和可充电的锂电池。

5.如权利要求1所述的基于NBIoT物联网的环境监测系统，其特征在于，所述传感器模组包括采集PM2.5信息的传感器、采集温度信息的传感器、采用湿度信息的传感器、采集一氧化碳信息的传感器、采集二氧化碳信息的传感器、采集甲醛信息的传感器以及采集挥发性有机化合物信息的传感器。