CN208887833U - 一种基于nb通讯的水压监测设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于NB通讯的水压监测设备及系统，属于水压和振动监测设备领域，水压监测设备包括监测设备主体和水压监测模块，水压监测系统还包括平台终端设备，监测设备主体包括壳体和设置于壳体内的主板。包括水压监测模块、振动检测、核心处理模块、NB网络通讯模块、平台终端设备，由水压监测模块监测水压情况，振动监测模块监测设备振动情况，将数据传输给核心监测模块进行数据处理，通过基于NB通讯的NB网络通讯模块将数据信息发送给平台终端设备。解决了现有技术中水压监测设备实时通讯资费较高且现场取电走线不方便，工程安装耗时耗力以及不能识别水压和振动超限的问题，适用于需要进行水压监测的场景。

Description

一种基于NB通讯的水压监测设备及系统

技术领域

本实用新型属于水压和振动监测设备领域，尤其涉及一种基于NB通讯的能识别水压超限和振动报警的远程监测设备及系统。

背景技术

供水系统是一种专用的消防设施，是消防救援过程中重要的消防设施，对水压和振动情况实时监测十分必要。当前的监视系统设备主要表现为：采用交流 AC220V电源供电的2G无线网络方式接入或4G无线网络方式接入监测设备。前者,随着现在通讯技术的不断发展，2G已无法满足现在通讯速度和信号强度的要求，而通讯运营商电信、联通逐步关闭2G通讯基站，在对2G产品来讲无疑降低了客户的选择面和客户实时通讯的体验，另外现场安装走线不方便；后者虽然采用4G通讯能满足现场实时通讯问题，但资费较高且现场取电走线不方便，工程安装耗时耗力。

发明内容

本实用新型的目的在于:提供一种基于NB通讯的水压监测设备及系统，解决了现有技术中水压监测设备实时通讯资费较高且现场取电走线不方便，工程安装耗时耗力以及不能识别水压和振动超限的问题，适用于需要进行水压监测的场景。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于NB通讯的水压监测设备及系统,水压监测设备包括监测设备主体，监测设备主体包括壳体和设置于壳体内的主板，所述水压监测设备还包括水压监测模块：用于接收和处理水压信号，监测水压变化情况；

主板包括：

振动检测模块：用于监测水压监测设备的振动次数；

NB网络通讯模块：用于NB网络连接，与平台终端设备进行通讯；

核心处理模块：用于处理水压监测模块、振动监测模块的信号值，设置水压报警值、振动报警值和电压报警值进行报警，控制各模块的执行与信息的处理，并与NB网络通讯模块通讯。

进一步，所述监测设备主体还包括：

LED显示模块：用于在核心处理模块控制下显示水压监测设备各种状态；

供电及电压检测模块：用于给各模块供电，并监测供电电池的电压状态将数据发送给核心处理模块进行欠压报警。

进一步，所述水压监测模块包括压力变送器，用于对输入4～20mA电流环信号的水压值进行采集，以及与核心处理模块的微型处理器进行数据通讯，实现对现场环境水压超阈值或动态变化的监测功能。

进一步，所述振动检测模块包括振动传感器，用于对水压监测设备的振动次数进行采集，以及与核心处理模块的微型处理器进行数据通讯，实现对振动情况进行监测的功能。

进一步，所述核心处理模块包括：

复位电路：用于实现设备的复位重启操作；

唤醒电路：用于唤醒振动传感器；

通讯外围电路：用于实现对串口的通讯和滤波；

微型处理器：用于控制各模块的执行和各模块的状态的查询、监控和存储，控制压力传感器、振动传感器和NB网络通讯模块状态初始化，处理水压监测模块、振动监测模块的信号值，设置水压报警值、振动报警值和电压报警值进行报警，与NB网络通讯模块进行连接，同时支持设备离线。

进一步，所述NB网络通讯模块包括：

NB模组通讯部分：包括NB通讯接口，用于通过NB通讯接口实现与NB运营商网络的连接，从核心处理模块处获取水压和振动监测数据，经过处理发送至平台终端设备；

天线：用于NB模组通讯部分接收网络连接信号，NB模组通讯部分根据网络连接信号建立与NB运营商网络的连接；

保护电路：用于监测NB运营商网络中SIM的连接；

还包括SIM卡，通过SIM卡座与NB模组通讯部分。

进一步，所述供电及电压检测模块包括：

供电电池：用于采用锂电池给各模块供电；

电压监测电路：用于监测供电电池的电压状态将数据发送给核心处理模块进行欠压报警。

进一步，所述NB模组通讯部分包括NB全网通模组，支持中国移动NB网络、中国电信NB网络、中国联通NB网络，随时切换不同NB运营商网络。

本发明同时提供包含上述基于NB通讯的水压监测设备的水压监测系统，包括水压监测设备和用于将水压监测设备采集到的水压、振动、电压信号统一到一个界面进行远程显示和操作的平台终端设备。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型中，由水压监测模块进行水压实时监测和报警，振动监测模块进行实时振动监测和报警，水压监测信息、振动监测信息以及设备其余信息由核心处理模块进行处理，通过网络数据通信模块发送给平台终端模块进行统一显示，整个设备由供电及电压监测模块进行供电，利用全网通NB通讯实现现场实时通讯，无需现场走线，降低现场安装成本及后期客户通讯成本，通讯方便。

2.本实用新型中，采用LED显示模块对水压监测设备各模块的实时运行状态进行显示，方便及时调整操作。

3.本实用新型中，水压监测模块通过核心处理模块设置水压的报警值即上下限值，当监测到水压超过了报警值，则进行实时报警，并将报警信息发送至平台终端模块，同理，振动监测模块通过振动处理模块设置设备振动次数的报警值即上下限值，当监测到振动次数超过了报警值，则进行实时报警，并将报警信息发送至平台终端模块，能及时发现问题并及时解决问题，对设备及现场操作起到了保护和警示作用。

4.本实用新型中，供电及电压检测模块利用电压检测模块监测供电电池的电压状态，并通过核心处理模块进行欠压报警，将实时信息发送至平台终端模块，保证了设备的正常运行。

5.本实用新型中，NB网络通讯模块采用NB全网通模组，支持中国移动NB 网络、中国电信NB网络、中国联通NB网络，可根据需要切换相应网络，通讯方便。

6.本实用新型中，核心监测模块能支持设备离线，本地存储报警、事件信息 20条及以上，方便随时操作和查阅相关操作信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型功能模块结构示意图；

图2是本实用新型NB网络通讯网络电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

一种基于NB通讯的水压监测设备及系统，水压监测设备包括监测设备主体和水压监测模块，水压监测系统还包括平台终端设备，监测设备主体包括壳体和设置于壳体内的主板。用于接收和处理水压信号，监测水压变化情况的水压监测模块；主板包括：振动检测模块用于监测水压监测设备的振动次数的水压监测模块；用于NB运营商网络连接，与平台终端设备进行通讯的NB网络通讯模块；用于处理水压监测模块、振动监测模块的信号值，设置水压报警值、振动报警值和电压报警值进行报警，控制各模块的执行与信息的处理，并与NB网络通讯模块通讯的核心处理模块；用于将水压监测设备采集到的水压、振动、电压信号统一到一个界面进行远程显示和操作的平台终端设备。由水压监测模块监测水压情况，振动监测模块监测设备振动情况，将数据传输给核心监测模块进行数据处理，通过基于NB通讯的NB网络通讯模块将数据信息发送给平台终端设备。解决了现有技术中水压监测设备实时通讯资费较高且现场取电走线不方便，工程安装耗时耗力以及不能识别水压和振动超限的问题。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本发明较佳实施例提供的一种基于NB通讯的水压监测设备及系统，水压监测设备包括监测设备主体和水压监测模块，监测设备主体包括壳体和设置于壳体内的主板。

如图1所示，水压监测模块用于接收和处理水压信号，监测水压变化情况，包括压力变送器，通过压力变送器接收和处理水压信号，监测水压变化情况，所述压力变送器用于对输入4～20mA电流环信号的水压值进行采集，以及与核心处理模块的微型处理器进行数据通讯，实现对现场环境水压超阈值或动态变化的监测功能，水压监测模块和监测设备主体之间采用可插拔的插针和插座方式链接。

监测设备主体模块主要由监测设备上盖、主板、电池、电池隔板、监测设备下壳体组成。整个监测设备采用IP65等级防水壳体。可监测水压变化、振动变化、电池电压、NB网络信号等，实时报警，并可通过NB运营商网络上传报警信号及监测值至远程监控平台终端设备进行显示。主板包括核心处理模块、NB网络通讯模块和振动监测模块。

核心处理模块用于处理水压监测模块、振动监测模块的信号值，设置水压报警值、振动报警值和电压报警值进行报警，控制各模块的执行与信息的处理，并与NB网络通讯模块通讯。包括：

微型处理器：用于控制各模块的执行，对各模块的状态的查询、监控和存储，控制压力传感器、振动传感器和NB网络通讯模块状态初始化，处理水压监测模块、振动监测模块的信号值，与NB网络通讯模块进行连接，设置水压报警值、振动报警值和电压报警值，并进行报警，为单片机，带电可擦可编程只读存储器；

复位电路：用于实现设备的复位重启操作，为硬件复位；

唤醒电路：用于唤醒振动传感器；

通讯外围电路：用于实现对串口的通讯和滤波；

还包括串口下载接口，所述串口下载接口为端子式下载接口。

主要完成单片机硬件复位、电池电压监测、水压和振动情况监测，能控制与 NB网络通讯模块通讯、LED显示控制，本地离线事件信息存储。核心处理模块检测锂电池电压，判定是否电池电压低于2.8V，若低于的话，报欠压，并发送信息至监控平台。其中水压报警值、振动报警值和电压报警值用户可根据实际情况自行设置。

振动监测模块用于监测水压监测设备的振动次数，包括振动传感器，用于通过振动传感器监测水压监测设备的振动次数，所述振动传感器用于对水压监测设备的振动次数进行采集，以及与核心处理模块的微型处理器进行数据通讯，实现对振动情况进行监测的功能。

NB网络通讯模块包含：SIM卡、NB模组通讯模块、保护电路、天线，用于实现与NB网络运营商进行通讯，上报报警、故障信息至远程监控平台终端设备进行显示等功能。

NB网络通讯模块用于通过NB通讯接口与NB运营商网络连接，与监控终端显示设备进行通讯。包括：

NB模组通讯部分：包括NB通讯接口，用于通过NB通讯接口实现与NB运营商网络的连接，从核心处理模块处获取水压和振动监测数据，经过处理发送至平台终端设备；

天线：用于NB模组通讯部分接收网络连接信号，NB模组通讯部分根据网络连接信号建立与NB运营商网络的连接，为内置天线；

保护电路：用于监测NB运营商网络中SIM的连接；

还包括SIM卡，通过SIM卡座与NB模组通讯部分，所述SIM卡为NB物联网卡，放置于SIM卡座内。

所述NB模组通讯部分包括NB全网通模组，支持中国移动NB网络、中国电信NB网络、中国联通NB网络，随时切换不同NB运营商网络，采用的协议有：电信COAP协议、移动或联通UDP、移动ONENET协议。所述的SIM卡为NB物联网卡，放置于SIM卡座内，所述的SIM卡保护电路与所述的NB模组通讯部分连接。

设备启动后，供电及电压监测模块开始运行，对各模块进行供电，核心处理模块发出信号给水压监测模块和振动监测模块，控制运行，同时LED显示模块也开始运行，水压金策模块将监测到的水压的信息发送给核心处理模块进行水压信息处理，振动监测模块将监测到的设备振动的信息发送给核心处理模块进行振动信息的处理，供电及电压监测模块将监测的电池电压信息发送给核心处理模块进行电压信息的处理，核心处理模块通过将处理好后的水压信息、振动信息、电压信息及设备其余模块的运行情况通过NB网络通讯模块发送出去。同时若监测到水压信息、振动信息、电压信息超出了核心处理模块预先设定的报警值时，核心处理模块会进行实时报警，并将报警信息通过NB网络通讯模块发送出去。

如图2，为本实用新型NB网络通讯网络电路图，左边的电路图包括SIM7000c 芯片U3，磁珠L1，电容C1、C2、C21，U3的PWRKEY端口接SIM_POWERKEY，U3 的TXD_O端口接TXD1，U3的RXD_I端口接RXD1，U3的VDD_EXT端口接+2.8V电源，U3中除53GND端口的其余GND端口均接地，U3中53的GND端口接GNSS-ANT， U3的LINE_L端口接VBUS，U3的DBG_TXD端口接DP，U3的DBG_RXD端口接DM， U3的SIM_VDD端口接V_SIM，U3的SIM_DATA端口接SIM_DATA，U3的SIM_CLK 端口接SIM_CLK，U3的SIM_RST端口接SIM_RST，U3的STATUS端口接SIM_STA， U3的RF端口接RF_ANT，U3的三个VBAT端口并联接4Va电源，C2与C21正极与正极相连，负极与负极相连，呈并联状态，正极公共端接U3的VBAT端口的并联端，负极公共端接地，C1一端接4Va电源，C1另一端接地，L1一端接4Va电源， L1另一端接4V电源。其中，L1为270R，C1为0.1uF，C2和C21为220uF。

右边的第一个电路图包括SIM卡座P1，P1的GND端口接地，P1的DATA端口接SIM_DATA，P1的VCC端口接V_SIM，P1的RST端口接SIM_RST，P1的CLK端口接SIM_CLK。

右边的第二个电路图包括SMF05C芯片U2，电容C4、C5、C6、C7，U2的I/O-1 接SIM_RST，U2的I/O-2接V_SIM，U2的I/O-3接SIM_CLK，U2的I/O-4接 SIM_DATA，U2的GND接地，C4一端接I/O-2端口，另一端接地，C5一端接I/O-3 端口，另一端接地，C6一端接I/O-1端口，另一端接地，C7一端接I/O-4端口，另一端接地。其中C4、C5、C6、C7均为33pF。

右边的第三个电路图包括天线连接器，电容C8、C9，C8的一端接地，另一端分别接RF_ANT和天线连接器的1端口，C9的一端接天线连接器的1端口，另一端接地，天线连接器的2端口接地。

实施例2

如图1，在实施例1的基础上，主板还包括LED显示模块和供电及电压监测模块。

所述LED显示模块用于在核心处理模块控制下显示水压监测设备各种状态，如正在进行水压监测、水压超限、报警超限等信息。

所述供电及电压监测模块用于给各模块供电，并监测供电电池的电压状态将数据发送给核心处理模块进行欠压报警，包括：

供电电池：用于采用锂电池给各模块供电；

电压监测电路：用于监测供电电池的电压状态将数据发送给核心处理模块进行欠压报警。

采用锂电池3.6V输入，经电路变换为4V/12V/3.6V，用于给各模块进行供电，并监测电池输入电压，核心处理模块判定电压是否低于2.8V，若低于的话，进行欠压报警，并发送信息至平台终端设备。锂电池DC3.6V供电给CPU和振动传感器供电，经DC/DC转换电路输出DC4V给NB通讯模组供电和DC12V给压力变送器供电。

实施例3

在实施例2的基础上，一种基于NB通讯的水压监测设备及系统的水压监测系统包括平台终端设备。

所述平台终端设备，用于将采集到的水压、振动、电压信号统一到一个界面进行远程显示和操作。

实施例4

如图1，在实施例3的基础上，核心监测模块的微型处理器还能支持设备离线，本地存储报警、事件信息20条及以上。

在一下情况下设备进行离线操作：

1、和服务器通讯失败和服务器应答过慢；

2、NB无线信号不稳定；

3、NB基站维护或故障；

4、其他可能造成设备通讯异常的情况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于NB通讯的水压监测设备,水压监测设备包括监测设备主体，监测设备主体包括壳体和设置于壳体内的主板，其特征在于：

所述水压监测设备还包括水压监测模块：用于接收和处理水压信号，监测水压变化情况；

主板包括：

振动检测模块：用于监测水压监测设备的振动次数；

NB网络通讯模块：用于NB网络连接，与平台终端设备进行通讯；

核心处理模块：用于处理水压监测模块、振动监测模块的信号值，设置水压报警值、振动报警值和电压报警值进行报警，控制各模块的执行与信息的处理，并与NB网络通讯模块通讯。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB通讯的水压监测设备,其特征在于：所述监测设备主体还包括：

LED显示模块：用于在核心处理模块控制下显示水压监测设备各种状态；

供电及电压检测模块：用于给各模块供电，并监测供电电池的电压状态将数据发送给核心处理模块进行欠压报警。

3.根据权利要求1所述的一种基于NB通讯的水压监测设备,其特征在于：所述水压监测模块包括压力变送器，用于对输入4～20mA电流环信号的水压值进行采集，以及与核心处理模块的微型处理器进行数据通讯，实现对现场环境水压超阈值或动态变化的监测功能。

4.根据权利要求1所述的一种基于NB通讯的水压监测设备,其特征在于：所述振动检测模块包括振动传感器，用于对水压监测设备的振动次数进行采集，以及与核心处理模块的微型处理器进行数据通讯，实现对振动情况进行监测的功能。

5.根据权利要求1所述的一种基于NB通讯的水压监测设备,其特征在于：所述核心处理模块包括：

复位电路：用于实现设备的复位重启操作；

唤醒电路：用于唤醒振动传感器；

通讯外围电路：用于实现对串口的通讯和滤波；

微型处理器：用于控制各模块的执行和各模块的状态的查询、监控和存储，控制压力传感器、振动传感器和NB网络通讯模块状态初始化，处理水压监测模块、振动监测模块的信号值，设置水压报警值、振动报警值和电压报警值进行报警，与NB网络通讯模块进行连接，同时支持设备离线。

6.根据权利要求1所述的一种基于NB通讯的水压监测设备,其特征在于：所述NB网络通讯模块包括：

NB模组通讯部分：包括NB通讯接口，用于通过NB通讯接口实现与NB运营商网络的连接，从核心处理模块处获取水压和振动监测数据，经过处理发送至平台终端设备；

天线：用于NB模组通讯部分接收网络连接信号，NB模组通讯部分根据网络连接信号建立与NB运营商网络的连接；

保护电路：用于监测NB运营商网络中SIM的连接；

还包括SIM卡，通过SIM卡座与NB模组通讯部分。

7.根据权利要求2所述的一种基于NB通讯的水压监测设备,其特征在于：所述供电及电压检测模块包括：

供电电池：用于采用锂电池给各模块供电；

电压监测电路：用于监测供电电池的电压状态将数据发送给核心处理模块进行欠压报警。

8.根据权利要求6所述的一种基于NB通讯的水压监测设备,其特征在于：所述NB模组通讯部分包括NB全网通模组，支持中国移动NB网络、中国电信NB网络、中国联通NB网络，随时切换不同NB运营商网络。

9.包含一种基于NB通讯的水压监测设备的水压监测系统，其特征在于，包括水压监测设备和用于将水压监测设备采集到的水压、振动、电压信号统一到一个界面进行远程显示和操作的平台终端设备。