CN208907967U - 一种基于窄带物联网技术的环境信息监测终端 - Google Patents

一种基于窄带物联网技术的环境信息监测终端 Download PDF

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CN208907967U CN201821761504.5U CN201821761504U CN208907967U CN 208907967 U CN208907967 U CN 208907967U CN 201821761504 U CN201821761504 U CN 201821761504U CN 208907967 U CN208907967 U CN 208907967U
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胡鹏路
徐帆
王敏
吴晓丽
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Xiongmao Electromechanical Inst Rument Technology Co Ltd Nanjing
Nanjing Panda Electronics Co Ltd
Nanjing Panda Information Industry Co Ltd
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Xiongmao Electromechanical Inst Rument Technology Co Ltd Nanjing
Nanjing Panda Electronics Co Ltd
Nanjing Panda Information Industry Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种基于窄带物联网技术的环境信息监测终端,包括环境信息采集传感器组、传感器组接入模块、微处理器、NB‑iot传输模块、电源模块、传感器组电源控制电路;其中环境信息采集传感器组用于采集环境信息,并将采集到的环境信息通过传感器组接入模块发送至微处理器;微处理器将接收到的环境信息通过NB‑iot传输模块发送至云端数据中心,并控制传感器组电源控制电路的通断;电源模块用于给传感器组接入模块、微处理器、NB‑iot传输模块、传感器组电源控制电路供电;传感器组电源控制电路用于给环境信息采集传感器组供电。该终端具有能够快速入网,耗能低,工作时长较长,易于维护的优点。

Description

一种基于窄带物联网技术的环境信息监测终端
技术领域
本实用新型属于物联网技术领域,具体涉及一种基于NB-iot技术的环境信息监测终端。
背景技术
目前,城市化已经成为全球最显著的经济特征之一,而不断衍生出的“城市病”,如环境污染、能源短缺等问题也成为了城市发展带来了很大困扰。现如今,许多城市都缺少一种能够快速布放,快速入网,节能环保,监测项目多,且成本较低的环境信息监测终端,用于对各个区域的环境信息进行监测和上报,从而进一步通过数据分析,供相关部门观察和决策,实现对城市环境的有效治理。
实用新型内容
实用新型目的:本实用新型旨在提出一种能够快速入网,节能环保,监测项目多,易于维护的环境信息监测终端的,为城市环境监测系统的建设提供便利的条件。
技术方案:本实用新型采用如下技术方案:
一种基于窄带物联网技术的环境信息监测终端,包括环境信息采集传感器组、传感器组接入模块、微处理器、NB-iot传输模块、电源模块、传感器组电源控制电路;
所述环境信息采集传感器组用于采集环境信息,并将采集到的环境信息通过传感器组接入模块发送至微处理器;
所述微处理器将接收到的环境信息通过NB-iot传输模块发送至云端数据中心,并控制传感器组电源控制电路的通断;
所述电源模块用于给传感器组接入模块、微处理器、NB-iot传输模块、传感器组电源控制电路供电;
所述传感器组电源控制电路用于给环境信息采集传感器组供电;
所述传感器组电源控制电路包括MOSFET Q1,三极管Q2;所述微处理器控制传感器组电源控制电路通断的引脚PD12通过限流电阻与三极管的基极连接,三极管的集电极与输入电源VIN之间经过分压电阻分压后与MOSFET的栅极连接,输入电源VIN与MOSFET Q1的漏极连接,MOSFET Q1的源极向环境信息采集传感器组供电。
还包括WIFI传输电路,所述WIFI传输电路与微处理器连接,微处理器通过WIFI传输电路将采集到的环境信息发送至本地移动终端或服务器。
所述电源模块包括太阳能电池板、太阳能充放电控制器和蓄电池;太阳能充放电控制器接收太阳能电池板的光伏电能,向蓄电池充电,蓄电池向用电模块供电。
所述环境信息采集传感器组包括温湿度传感器、PM2.5传感器、风向传感器、风速传感器、噪音传感器、光照传感器、雨雪传感器、甲醛传感器、CO2传感器、TVOC传感器、PM10传感器。
所述传感器组接入模块采用RS485接口,包括SP3485转换电路;环境信息采集传感器组中各传感器采集的环境信息通过SP3485发送至微处理器的UART串口;
所述微处理器采用STM32F103VET6芯片;
所述NB-iot传输模块包括BC95-B5芯片、SIM卡槽、SMF05C芯片、IPEX天线;SMF05C芯片与SIM卡槽的通讯端口连接,用于提高通讯传输的稳定性,IPEX天线与BC95-B5芯片连接用于产生NB-iot射频信号。
为感性负载提供续流保护,电源输出端Vout并联肖特基二极管D1,所述肖特基二极管D1的正极与电源地GND连接,所述肖特基二极管D1的负极与MOSFET Q1的源极Vout连接。
有益效果:与现有技术相比,本实用新型公开的基于窄带物联网技术的环境信息监测终端通过NB-iot数据传输,实现环境信息监测终端的零布线投放,无需拉网线和电源线,大大提高了布放效率,降低施工成本,便于大面积推广。此外,采用低功耗设计,能在监测空闲时间将传感器组电源切断,延长了终端的工作时长。
附图说明
图1是本实用新型公开的环境信息监测终端组成示意图;
图2是传感器组电源控制电路的电路图;
图3是NB-iot传输模块的组成示意图;
图4是实施例中各模块连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,进一步阐明本实用新型。
如图1所示,图中虚线框中为本实用新型公开的环境信息监测终端的组成示意图,包括环境信息采集传感器组、传感器组接入模块、微处理器、NB-iot传输模块、电源模块、传感器组电源控制电路;其中环境信息采集传感器组用于采集环境信息,并将采集到的环境信息通过传感器组接入模块发送至微处理器;微处理器将接收到的环境信息通过NB-iot传输模块发送至云端数据中心,并控制传感器组电源控制电路的通断;电源模块用于给传感器组接入模块、微处理器、NB-iot传输模块、传感器组电源控制电路供电;传感器组电源控制电路用于给环境信息采集传感器组供电。按照物联网终端的使用需求,要求低功耗和具有较长的工作时长。本实用新型采用低功耗设计,在环境信息采集的空闲时间将传感器组电源切断,以减少耗能。具体是通过传感器组电源控制电路的通断来控制传感器组的输入电源。如图2所示,为传感器组电源控制电路的电路图,图中PD12为微处理器控制传感器组电源控制电路通断的引脚,VIN为电源模块给传感器组电源控制电路的输入电源,Vout为输出电源,用于向环境信息采集传感器组供电。传感器组电源控制电路包括MOSFET Q1,三极管Q2和肖特基二极管D1;微处理器控制传感器组电源控制电路通断的引脚PD12通过限流电阻R4与三极管Q2的基极连接,三极管的集电极与输入电源VIN之间经过分压电阻R1和R3的分压后与MOSFET的栅极连接,输入电源VIN与MOSFET的漏极连接,MOSFET的源极,即输出电源Vout向环境信息采集传感器组供电。本实施例中MOSFET Q1采用AO3401,三极管Q2采用2N3904。
当三极管Q2的基极为高电平时,三极管Q2导通,从而使MOSFET Q1也导通,Vout输出高电平;当三极管Q2的基极为低电平时,三极管Q2断开时,从而使MOSFET Q1也断开,Vout输出低电平。
肖特基二极管D1反向并接在电源输出端,用于为感性负载提供续流保护,避免在电源通断时,产生的感应电流将负载损坏。肖特基二极管D1的正极与电源地GND连接,肖特基二极管D1的负极与MOSFET的源极Vout连接。
为了进一步减少环境信息监测终端的能耗,延长工作时间,本实用新型采用太阳能供电,电源模块包括太阳能电池板、太阳能充放电控制器和蓄电池;太阳能充放电控制器接收太阳能电池板的光伏电能,向蓄电池充电,蓄电池向用电模块供电。太阳能供电系统在日照条件好的情况下将太阳能转化为电能,并储存在蓄电池内,工作时对用电模块进行供电,实现全天候工作。
本实施例中环境信息采集传感器组包括温湿度传感器、PM2.5传感器、风向传感器、风速传感器、噪音传感器、光照传感器、雨雪传感器、甲醛传感器、CO2传感器、TVOC传感器、PM10传感器,可以采集多项环境信息数据。
传感器组接入模块采用RS485接口,包括SP3485转换电路;环境信息采集传感器组中各传感器采集的环境信息通过SP3485发送至微处理器的UART串口;所述微处理器采用STM32F103VET6芯片;所述NB-iot传输模块包括BC95-B5芯片301、SIM卡槽302、SMF05C芯片303、IPEX天线304;SMF05C芯片与SIM卡槽的通讯端口连接,用于提高通讯传输的稳定性,IPEX天线与BC95-B5芯片连接用于产生NB-iot射频信号,如图3所示。本实施例中还包括WIFI传输电路,WIFI传输电路与微处理器连接,微处理器通过WIFI传输电路将采集到的环境信息发送至本地移动终端或服务器,便于操作人员在查看。各模块的连接如图4所示。

Claims (6)

1.一种基于窄带物联网技术的环境信息监测终端,其特征在于,包括环境信息采集传感器组、传感器组接入模块、微处理器、NB-iot传输模块、电源模块、传感器组电源控制电路;
所述环境信息采集传感器组用于采集环境信息,并将采集到的环境信息通过传感器组接入模块发送至微处理器;
所述微处理器将接收到的环境信息通过NB-iot传输模块发送至云端数据中心,并控制传感器组电源控制电路的通断;
所述电源模块用于给传感器组接入模块、微处理器、NB-iot传输模块、传感器组电源控制电路供电;
所述传感器组电源控制电路用于给环境信息采集传感器组供电;
所述传感器组电源控制电路包括MOSFET(Q1),三极管(Q2);所述微处理器控制传感器组电源控制电路通断的引脚(PD12)通过限流电阻与三极管的基极(Q2)连接,三极管(Q2)的集电极与输入电源(VIN)之间经过分压电阻分压后与MOSFET(Q1)的栅极连接,输入电源(VIN)与MOSFET(Q1)的漏极连接,MOSFET的源极(Vout)向环境信息采集传感器组供电。
2.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的环境信息监测终端,其特征在于,还包括WIFI传输电路,所述WIFI传输电路与微处理器连接,微处理器通过WIFI传输电路将采集到的环境信息发送至本地移动终端或服务器。
3.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的环境信息监测终端,其特征在于,所述电源模块包括太阳能电池板、太阳能充放电控制器和蓄电池;太阳能充放电控制器接收太阳能电池板的光伏电能,向蓄电池充电,蓄电池向用电模块供电。
4.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的环境信息监测终端,其特征在于,所述环境信息采集传感器组包括温湿度传感器、PM2.5传感器、风向传感器、风速传感器、噪音传感器、光照传感器、雨雪传感器、甲醛传感器、CO2传感器、TVOC传感器、PM10传感器。
5.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的环境信息监测终端,其特征在于,所述传感器组接入模块采用RS485接口,包括SP3485转换电路;环境信息采集传感器组中各传感器采集的环境信息通过SP3485发送至微处理器的UART串口;
所述微处理器采用STM32F103VET6芯片;
所述NB-iot传输模块包括BC95-B5芯片、SIM卡槽、SMF05C芯片、IPEX天线;SMF05C芯片与SIM卡槽的通讯端口连接,用于提高通讯传输的稳定性,IPEX天线与BC95-B5芯片连接用于产生NB-iot射频信号。
6.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的环境信息监测终端,其特征在于,MOSFET的源极(Vout)与电源地(GND)之间并联肖特基二极管(D1),所述肖特基二极管(D1)的正极与电源地(GND)连接,所述肖特基二极管(D1)的负极与MOSFET的源极(Vout)连接。
CN201821761504.5U 2018-10-29 2018-10-29 一种基于窄带物联网技术的环境信息监测终端 Active CN208907967U (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110460630A (zh) * 2019-06-18 2019-11-15 天津工业大学 一种基于nb-iot的多能源互补广域环境监控系统

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