CN210444306U - 一种基于nb-iot的物联网终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于NB‑IOT的物联网终端，微处理器与复位电路、上位机调试口、上行通信模块、下行采集模块、存储器模块、电源模块连接，NB‑IOT模块分别与SIM卡电路、通信电源控制电路、天线连接，微处理器通过通信电源控制电路与NB‑IOT模块连接，按键通过按键外围电路连接至微处理器上，下行采集模块采集管网压力、流量、PH值、开关状态信息后通过RS‑485总线和M‑bus总线发送到微处理器，天线将采集到的管网监测数据通过基站传输到监控中心，本实用新型能有效解决现场集中布线困难、覆盖范围小、维护成本高的问题，满足客户的个性化需求，信息采集及时可靠，提高管理水平和监测设备的自动化水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及窄带物联网技术领域，具体的说是一种基于NB-IOT的物联网终端。
背景技术
随着物联网技术的飞速发展和智慧水务建设的迫切需求，管网的监测设备已经逐渐取代了机械式计量和显示，应用到监控系统中。常用的水管网监测设备主要有压力计、流量计、水质监测仪等设备，它们主要靠人工隔一段时间去抄读，不仅工作量大，而且抄读的数据不及时，无法达到对管网问题及早发现和处理的目的。而目前采用较多的智能化管网监控设备，利用数据集中器采集数据信息，通过以太网或通用分组无线业务方式传输到主站系统，这种传输方式需要集中布线，覆盖范围小，增加了建设和维护成本。
窄带通信技术的远程终端设备管网终端技术，相比现有以太网或GPRS通信技术，具有大容量、广覆盖、低成本、低功耗等特点，能够满足管理的需要，成为管网智能化发展的主要趋势。
因此，为克服上述技术的不足而设计出一款能有效解决现场集中布线困难、覆盖范围小、维护成本高的问题，满足客户的个性化需求，信息采集及时可靠，提高管理水平和监测设备自动化水平的一种基于NB-IOT的物联网终端，正是发明人所要解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于NB-IOT的物联网终端，其能有效解决现场集中布线困难、覆盖范围小、维护成本高的问题，满足客户的个性化需求，信息采集及时可靠，提高管理水平和监测设备的自动化水平。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于NB-IOT的物联网终端，其包括微处理器、上行通信模块、下行采集模块、复位电路、上位机调试口、下载口、按键、电源模块、存储器模块，所述微处理器与复位电路、上位机调试口、上行通信模块、下行采集模块、存储器模块、电源模块连接，所述下行采集模块包括压力传感器、PH值传感器、流量传感器、开关状态输入电路，所述上行通信模块包括NB-IOT模块、SIM卡电路、射频通信口、通信电源控制电路，所述NB-IOT模块分别与SIM卡电路、通信电源控制电路连接，所述NB-IOT模块通过射频通信口外接天线，所述微处理器通过通信电源控制电路与NB-IOT模块连接，所述按键通过按键外围电路连接至微处理器上，所述下行采集模块采集管网压力、流量、PH值、开关状态信息后通过RS-485总线和M-bus总线发送到微处理器，所述天线将采集到的管网监测数据通过基站传输到监控中心。
进一步，所述微处理器采用Cotex-M3内核MCU芯片。
进一步，所述电源模块包括220V交流电源、整流稳压电路、电压检测电路，所述220V电源通过整流稳压电路后分别连接至微处理器、通过电压检测电路连接至A/D采样口。
进一步，所述存储器模块为FLASH芯片。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过采集模块采集管网监测设备的数据，兼容了RS485和M-Bus两种物理通信接口，使通用性更强，采用支持全网通的窄带物联网通信方式，有效解决了现场集中布线困难、覆盖范围小、维护成本高等问题，满足客户的个性化需求，信息采集及时可靠，将采集的管网监测数据及时通过基站传输到部门监控中心，有利于管网设备数据的维护和管理，为后续的漏水分析提供依据，降低水资源的浪费，提高了的管理水平和监测设备的自动化水平。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图。
图2是本实用新型RS-485总线电路图。
图3是本实用新型上行通信模块电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。
参见图1是本实用新型整体结构示意图，该结构一种基于NB-IOT的物联网终端，其包括微处理器、上行通信模块、下行采集模块、复位电路、上位机调试口、下载口、按键、电源模块、存储器模块，微处理器与复位电路、上位机调试口、上行通信模块、下行采集模块、存储器模块、电源模块连接，下行采集模块包括压力传感器、PH值传感器、流量传感器、开关状态输入电路，上行通信模块包括NB-IOT模块、SIM卡电路、射频通信口、通信电源控制电路，NB-IOT模块分别与SIM卡电路、通信电源控制电路连接，NB-IOT模块通过射频通信口外接天线，微处理器通过通信电源控制电路与NB-IOT模块连接，按键通过按键外围电路连接至微处理器上，下行采集模块采集管网压力、流量、PH值、开关状态信息后通过RS-485总线和M-bus总线发送到微处理器，天线将采集到的管网监测数据通过基站传输到监控中心，电源模块包括220V交流电源、整流稳压电路、电压检测电路，220V电源通过整流稳压电路后分别连接至微处理器、通过电压检测电路连接至A/D采样口。
自来水管网设备用来对供水主管道的水压力、瞬时流量、累计流量、水质pH值、状态信息进行数据采集、保存、显示。这些设备一般都预留上行通信传输接口，包括M-Bus方式、RS-485方式，物联网终端首先采集管网设备的相关信息，通过NB-IOT传输方式，连接到基站，传输到对应的云服务平台。用户通过后台管理系统，采集到的信息通过监控中心的界面显示。
微处理器选用Cotex-M3为控制处理核心，首先通过下行采集模块RS-485总线或者M-Bus总线抄读管网设备数据，通过通道选择单元选择需要抄读的通道，输送到微处理器的串口1处；按键电路中，选用按键及外围电路，输送到微处理器的GPIO口，用于在需要监测上传数据时使用；电源模块电路首先输入220V交流电，通过开关电源进行整流稳压，为系统提供电能；存储器电路通过SPI总线与微处理器的SPI接口相连；上行通信模块电路中首先通过通信电源控制电路将上行通信模块的电源打开，通过微处理器的串口0与上行通信模块进行数据交换，并读取物联网卡电路的卡号信息，通过天线与电信基站进行通信。
参见图2是本实用新型RS-485总线电路图，RS-485总线电路采用光耦D16、D18隔离的方式，将内部电路与外部电路进行光电隔离，增加了电路的抗干扰性能。通过RS-485总线方式，来抄读管网监测设备的数据，将数据信息保存在外部FLASH存储器中，根据设定的上传数据时间点，将数据通过上行通信模块上传到基站，传输到云服务平台。电路中输出端串接的元件R100、R102、L15、L16、F2、F3起过电流保护，器件V38、V43、V40、V42、D17、F2、F3防止用户误接交流电源损毁内部器件。
参见图3是本实用新型上行通信模块电路图，上行通信模块采用NB-IoT通信方式，采集小数据量，对时延不敏感的管网监测设备信息，具体采用移远模组BC28，可选择使用电信、移动、联通的网络，内部带模数转换功能。上行通信模块由模组BC28异步收发回路、SIM卡通信回路、电源管理、射频通信口组成，工作电压VCC_NB可使用范围3.1～4.2V。在异步收发回路中串接了1k的电阻，用于串口匹配电阻；在SIM卡通信回路中，串接了22的电阻，保证读取SIM卡数据的稳定；电源管理模块保证了低功耗时，整机电源消耗最小；射频通信口用于外接天线。
Claims (4)
1.一种基于NB-IOT的物联网终端，其特征在于：其包括微处理器、上行通信模块、下行采集模块、复位电路、上位机调试口、下载口、按键、电源模块、存储器模块，所述微处理器与复位电路、上位机调试口、上行通信模块、下行采集模块、存储器模块、电源模块连接，所述下行采集模块包括压力传感器、PH值传感器、流量传感器、开关状态输入电路，所述上行通信模块包括NB-IOT模块、SIM卡电路、射频通信口、通信电源控制电路，所述NB-IOT模块分别与SIM卡电路、通信电源控制电路连接，所述NB-IOT模块通过射频通信口外接天线，所述微处理器通过通信电源控制电路与NB-IOT模块连接，所述按键通过按键外围电路连接至微处理器上，所述下行采集模块采集管网压力、流量、PH值、开关状态信息后通过RS-485总线和M-bus总线发送到微处理器，所述天线将采集到的管网监测数据通过基站传输到监控中心。
2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的物联网终端，其特征在于：所述微处理器采用Cotex-M3内核McU芯片。
3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的物联网终端，其特征在于：所述电源模块包括220V交流电源、整流稳压电路、电压检测电路，所述220V电源通过整流稳压电路后分别连接至微处理器、通过电压检测电路连接至A/D采样口。
4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的物联网终端，其特征在于：所述存储器模块为FLASH芯片。
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| CN201922286386.8U CN210444306U (zh) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | 一种基于nb-iot的物联网终端 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111582416A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-25 | 电子科技大学 | 一种新型识别电子标签的智能通信终端设备及实现方法 |
| CN112311859A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-02 | 银盛通信有限公司 | 一种物联网卡集成数据和接口处理的方法及系统 |
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2019
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