CN207939746U - 基于NB-IoT无线通讯技术的室温采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开基于NB‑IoT无线通讯技术的室温采集装置，包括物联网无线通信模块、MCU主控模块、显示屏、室温采集模块和实时时钟模块；其中，NB‑IoT无线通信模块用于将通过MCU主控模块串口接收到的室温采集模块测得的温度数据，采用NB‑IoT无线通讯技术发送给后台服务器。本实用新型采用NB‑IoT无线通讯技术，不会存在布线与取电困难的问题，并且结构简单，由于NB‑IoT无线通讯稳定，不存在易受干扰，维护困难的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及通讯技术领域，特别涉及一种基于NB-IoT无线通讯技术的室温采集装置。
背景技术
室温，其指的是室内温度。对于普通用户而言，室温的变化对他们的影响不是很大，没有强制性要求。但对于某些特殊行业(比如医药行业)而言，室温是有严格的规定的，必须按照行业准则进行调控室内温度。
目前室内采温多为有线采温或小无线采温的方式，然而，有线采温存在布线与取电困难的问题，而小无线采温存在易受干扰，维护困难的问题。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种基于NB-IoT无线通讯技术的室温采集装置，以解决目前室内采温若采用有线采温方式，会存在布线与取电困难的问题，若采用小无线采温的方式，会存在易受干扰，维护困难的技术问题。
为了实现实用新型目的，本实用新型提供了一种基于NB-IoT无线通讯技术的室温采集装置，包括物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT) 无线通信模块、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)主控模块、显示屏、室温采集模块和实时时钟模块；
其中，所述MCU主控模块分别与所述NB-IoT无线通信模块、所述显示屏、所述室温采集模块和所述实时时钟模块相连接，所述NB-IoT无线通信模块用于将通过所述MCU主控模块串口接收到的所述室温采集模块测得的温度数据，采用NB-IoT无线通讯技术发送给后台服务器；所述显示屏用于显示 NB-IoT无线通讯信号强度、所述实时时钟模块记录的实时时钟信息和所述室温采集模块采集的实时室温数据。
优选的，所述室温采集装置还包括锂电池，所述锂电池为所述室温采集装置提供电源支持，所述显示屏还用于显示所述锂电池的实时电池电压。
优选的，所述NB-IoT无线通信模块采用移动集成eSIM卡连接通信。
优选的，所述室温采集装置还包括Flash存储器，所述Flash存储器与所述MCU主控模块连接，所述Flash存储器用于定时保存所述室温采集模块采集的实时室温数据。
优选的，所述NB-IoT无线通信模块还用于将Flash存储器保存的实时室温数据，按照预定周期采用NB-IoT无线通讯技术上传至后台服务器。
优选的，所述室温采集装置还包括多个功能按键，用于控制数据采集和时钟调整。
优选的，所述室温采集模块采用DS18B20温度传感器。
优选的，所述实时时钟模块采用PCF8563多功能时钟/日历芯片。
优选的，所述NB-IoT无线通信模块采用BC95模块。
优选的，所述显示屏采用HJ12864型液晶显示器。
本实用新型提供的一种基于NB-IoT无线通讯技术的室温采集装置，与目前有线采温或小无线采温的方式相比，本室温采集装置采用NB-IoT无线通讯技术进行无线采温，不会存在布线与取电困难的问题，并且结构简单，由于 NB-IoT无线通讯稳定，不存在易受干扰，维护困难的问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的一种基于NB-IoT无线通讯技术的室温采集装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中NB-IoT无线通信模块的电路原理图；
图3为本实用新型实施例中MCU主控模块的电路原理图；
图4为本实用新型实施例中室温采集模块和实时时钟模块的电路原理图；
图5为本实用新型实施例中显示屏部分的电路原理图；
图6为本实用新型实施例中无线测温电路总框架示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为了解决目前室内采温若采用有线采温方式，会存在布线与取电困难的问题，若采用小无线采温的方式，会存在易受干扰，维护困难的技术问题。本实用新型实施例提供了一种基于NB-IoT无线通讯技术的室温采集装置，如图1所示，为本实用新型实施例中室温采集装置的结构示意图，该装置包括： NB-IoT无线通信模块11、MCU主控模块12、显示屏13、室温采集模块14 和实时时钟模块15。
其中，MCU主控模块12分别与NB-IoT无线通信模块11、显示屏13、室温采集模块14和实时时钟模块15相连接，NB-IoT无线通信模块11用于将通过MCU主控模块12串口接收到的室温采集模块14测得的温度数据，采用 NB-IoT无线通讯技术发送给后台服务器；而显示屏13用于显示NB-IoT无线通讯信号强度、实时时钟模块15记录的实时时钟信息和室温采集模块14采集的实时室温数据。
本实用新型中的室温采集装置，为了实现NB-IoT物联网功能远程测温，添加了NB-IoT无线通信模块11，室温采集模块14测得的温度数据通过MCU 主控模块12串口发送至NB-IoT无线通信模块11，进一步可以通过因特网上传至后台服务器，从而用户可以通过个人电脑(PC)端或手机终端等，从后台服务器中在线查看。通过应用本室温采集装置，与目前有线采温或小无线采温的方式相比，不会存在布线与取电困难的问题，也不存在易受干扰，维护困难的问题。
下面说明本室温采集装置各部分的具体结构，优选的，室温采集装置还包括锂电池，其中锂电池为室温采集装置提供电源支持，相应的，显示屏13 还用于显示锂电池的实时电池电压，方便用户及时进行电池更换。
优选的，NB-IoT无线通信模块11采用移动集成eSIM卡连接通信。如图 2所示，为本室温采集装置中NB-IoT无线通信模块11部分的电路图。
进一步的，如图3所示，为本室温采集装置中MCU主控模块12部分的电路图。采用3.6V锂电池供电，加有二极管保护电路防止接反，使用芯片为意法半导体stm8s系列，其待机休眠状态下2.7uA，具有按键一键测温，显示时钟，和信号强度，增加数模转换器(ADC)测量当前电池电压状态，以便工作人员维护和维修。留出单片机仿真管脚(SWIM)下载烧录调试接口和串口。进而方便程序升级和修改调试，使用内部时钟，而外部时钟预留不焊接，具体可以根据需要随时焊接。
优选的，本室温采集装置还包括Flash存储器，其中Flash存储器与MCU 主控模块12连接，Flash存储器用于定时保存室温采集模块14采集的实时室温数据。目前无论是有线采温或是小无线采温的方式，都存在断电后数据丢失的问题，而本室温采集装置可以定时保存室温采集模块14采集的实时室温数据，在意外断电后也能保证数据不丢失。
优选的，NB-IoT无线通信模块11还用于将Flash存储器保存的实时室温数据，按照预定周期采用NB-IoT无线通讯技术上传至后台服务器。例如，每小时冻结一次数据，周期主动上传模式，每天2-3次，或是人工(按键)触发上传模式。通过这种方式，可以将数据备份到后台服务器中，还可以便于后台服务器进行数据统计分析。
优选的，室温采集装置还包括多个功能按键，用于控制数据采集和时钟调整。通过这些功能按键，可以方便用户手动操控本室温采集装置。
优选的，室温采集模块14采用DS18B20温度传感器。如图4所示，为本室温采集装置中室温采集模块14和实时时钟模块15部分的电路图，测温电路使用DS18B20温度传感器，其中，DS18B20是常用的数字温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。独特的单线接口方式，DS18B20在与MCU主控模块12连接时仅需要一条线即可实现MCU主控模块12与DS18B20的双向通讯。目前无论是有线采温或是小无线采温的方式，都存在测量温度范围小、精度差的问题，而对于本室温采集装置，温度测量范围可以达到-20℃至+50℃，精度在±0.5℃以内，具有温度测量范围广，高精度的特点。
优选的，实时时钟模块15采用PCF8563多功能时钟/日历芯片。PCF8563 是内含I2C总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片。外接38k 晶振，提供精准的时钟，通过编程与MCU主控模块12的IIC通信，提供实时时钟年月日数据。对于本室温采集装置，可当挂钟使用，功能多样。
优选的，NB-IoT无线通信模块11采用BC95模块。DS18b20温度传感器测得温度数据通过MCU主控模块12发送至BC95模块，进一步通过因特网上传至后台服务器从而可在PC端查看，进而实现NB-IoT物联网功能远程测温。
优选的，显示屏13采用HJ12864型液晶显示器。如图5所示，为本室温采集装置中显示屏部分的电路图，采用低功耗HJ12864-COG显示屏，显示接口为接省MCU主控模块12的IO口使用串口输入控制显示，具体可以采用 3.6v电池电压供电。对于本室温采集装置，具有LCD液晶屏显示，可现场按键，显示电池电压，信号强度，实时时间，和当前实时温度显示。温度显示范围0-50度，精度1度以内，显示分辨率0.1度。
为了方便理解，如图6所示，给出本室温采集装置的无线测温电路总框架示意图，相对应本室温采集装置包含的各个功能模块，包括MCU控制电路、物联网无线模块电路、LCD显示电路、日历时钟电路、DS18B20测温电路。通过这几个电路协同合作，实现基于NB-IoT无线通讯技术进行无线室温采集。
综上所述，对于本实用新型实施例提供的一种基于NB-IoT无线通讯技术的室温采集装置，采用通讯信号转换、NB-IoT无线通讯、Flash存储技术、低功耗设计等技术。可实现测量温度范围广、精度高；掉电后数据不丢失，每小时冻结一次数据，最大可存储6个月数据；内带实时实钟，可当挂钟用； NB-IoT无线通讯稳定，低功耗设计，电池寿命长达10年的功能。另外，用户可通过手机APP，随时随地查看自家室内温度。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于NB-IoT无线通讯技术的室温采集装置，其特征在于，包括物联网NB-IoT无线通信模块、微控制单元MCU主控模块、显示屏、室温采集模块和实时时钟模块；
其中，所述MCU主控模块分别与所述NB-IoT无线通信模块、所述显示屏、所述室温采集模块和所述实时时钟模块相连接，所述NB-IoT无线通信模块用于将通过所述MCU主控模块串口接收到的所述室温采集模块测得的温度数据，采用NB-IoT无线通讯技术发送给后台服务器；所述显示屏用于显示NB-IoT无线通讯信号强度、所述实时时钟模块记录的实时时钟信息和所述室温采集模块采集的实时室温数据。
2.根据权利要求1所述的室温采集装置，其特征在于，所述室温采集装置还包括锂电池，所述锂电池为所述室温采集装置提供电源支持，所述显示屏还用于显示所述锂电池的实时电池电压。
3.根据权利要求1所述的室温采集装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通信模块采用移动集成eSIM卡连接通信。
4.根据权利要求1所述的室温采集装置，其特征在于，所述室温采集装置还包括Flash存储器，所述Flash存储器与所述MCU主控模块连接，所述Flash存储器用于定时保存所述室温采集模块采集的实时室温数据。
5.根据权利要求4所述的室温采集装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通信模块还用于将Flash存储器保存的实时室温数据，按照预定周期采用NB-IoT无线通讯技术上传至后台服务器。
6.根据权利要求1所述的室温采集装置，其特征在于，所述室温采集装置还包括多个功能按键，用于控制数据采集和时钟调整。
7.根据权利要求1所述的室温采集装置，其特征在于，所述室温采集模块采用DS18B20温度传感器。
8.根据权利要求1所述的室温采集装置，其特征在于，所述实时时钟模块采用PCF8563多功能时钟/日历芯片。
9.根据权利要求1所述的室温采集装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通信模块采用BC95模块。
10.根据权利要求1所述的室温采集装置，其特征在于，所述显示屏采用HJ12864型液晶显示器。
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| CN109524885A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-03-26 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于物联网芯片无线通信模块的智能低压综合配电箱 |
| CN109724709A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-05-07 | 淮北工科检测检验有限公司 | 一种基于lpwan的矿井高压电缆实时监测系统 |
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