CN210536686U - 一种用于化粪池的nb-iot传输系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于化粪池的NB‑IOT传输系统，包括数据采集终端、主控制器以及数据接收终端，数据采集终端设置于化粪池内部，包括RS‑485通信电路和NB‑IOT网络接入电路，主控制器上包括与RS‑485通信电路对应的RS‑485接口，与NB‑IOT网络接入电路对应的NB‑IOT模组，数据采集终端与控制器连接将采集获得的数据存储至主控制器中，主控制器上还设置有USR‑NB75模组用于向NB‑IOT基站传输数据，数据接收终端与控制器连接用于接收数据采集终端采集的信息。该系统解决了化粪池中的NB‑IOT的数据传输的成本高，且传输效果不好的问题，适于推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及化粪池数据传输技术领域，并且特别涉及一种用于化粪池的NB-IOT传输系统。
背景技术
物联网是在互联网基础上延伸和扩展的一种网络，通过信息传感器，按照事先约定的协议将万物连接起来，实现定位、跟踪、识别和监控等功能。基于蜂窝的NB-IoT只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，大大降低了部署成本。NB-IoT基本特点如下。
a)广覆盖。NB-IoT基于运营商的蜂窝网络，在同样频段下，NB-IoT比现有GSM网络有20dB的增益，覆盖面积扩大10倍，期望能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方。
b)大连接。在物联网应用中，直接利用现有的蜂窝网络容易造成网络负荷过高，NB-IoT在现有的蜂窝网络上进行优化，使200kHz的频率可以提供10万个连接，具有海量设备连接能力。
c)低功耗。NB-IoT引入了eDRX省电技术和PSM省电模式，进一步降低了功耗，延长了电池使用时间，借助这2种技术，在典型应用场景下，使用AA电池(5号电池)便可以工作10年，无需充电。
d)低成本。企业预期的单个接连模块不超过5美元，芯片价格为1～2美元，随着网络部署成本的降低，每个模组的批量成本价格预计可以降到2美元左右，为海量终端设备接入提供了可能。
现有技术中化粪池的检测装置难以进行远程传输，或者使用的远程传输系统过于复杂，传输效率低下、成本很高。
实用新型内容
为了解决现有技术中化粪池的检测装置无法进行远程传输，或者使用的远程传输系统过于复杂，传输效率低下、成本很高，本实用新型提出了一种用于化粪池的NB-IOT传输系统。
本实用新型提出了一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，包括数据采集终端、主控制器以及数据接收终端，数据采集终端设置于化粪池内部，包括RS-485通信电路和NB-IOT网络接入电路，主控制器上包括与RS-485通信电路对应的RS-485接口，与NB-IOT网络接入电路对应的NB-IOT模组，数据采集终端与控制器连接将采集获得的数据存储至主控制器中，主控制器上还设置有USR-NB75模组用于向NB-IOT基站传输数据，数据接收终端与控制器连接用于接收数据采集终端采集的信息。
优选的，数据采集终端还包括设置于化粪池内部的温湿度传感器、气体浓度传感器、液位计。多个传感器可以采集化粪池内的各种数据，便于进行化粪池的监控。
优选的，主控制器采用STM32F103内核的Cortex-M3微处理器。该微处理器具有低功耗的优点，满足系统的运算要求。
优选的，NB-IOT网络接入电路包含USR-NB75模块和外围模块。
优选的，USR-NB75模组与主控制器通过UART接口连接。
优选的，USR-NB75模块中设置有用于定时唤醒的心跳包。在NB75模块中内嵌心跳包，定时对其进行唤醒，保证传输数据的稳定性。
优选的，还包括电源，电源采用5-16V进行供电。电源可以为数据采集终端、主控制器供电，满足工作要求。
优选的，还包括移动终端，移动终端通过NB-IOT基站接收主控制器发出的数据。
本实用新型提出了一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，包括数据采集终端、主控制器以及数据接收终端，数据采集终端设置于化粪池内部，包括RS-485通信电路和NB-IOT网络接入电路，主控制器上包括与RS-485通信电路对应的RS-485接口，与NB-IOT网络接入电路对应的NB-IOT模组，数据采集终端与控制器连接将采集获得的数据存储至主控制器中，主控制器上还设置有USR-NB75模组用于向NB-IOT基站传输数据，数据接收终端与控制器连接用于接收数据采集终端采集的信息。该系统具有成本低，数据传输效果好的优点，适于大规模推广应用。
附图说明
包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
图1是根据本实用新型的一个实施例的一种用于化粪池的NB-IOT的整体结构示意图；
图2是根据本实用新型的一个具体的实施例的主控制器的原理图；
图3是根据本实用新型的一个具体的实施例的NB-IOT网络接入电路图。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本实用新型的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本实用新型的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于化粪池的NB-IOT的整体结构示意图，该本实用新型提出了一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，包括数据采集终端、主控制器4以及数据接收终端6，数据采集终端设置于化粪池内部，包括设置于化粪池内部的温湿度传感器1、气体浓度传感器2、液位计3。多个传感器可以采集化粪池内的各种数据，便于进行化粪池的监控。
在具体的实施例中该，数据采集终端中包括有RS-485通信电路和NB-IOT网络接入电路，主控制器4上包括与RS-485通信电路对应的RS-485接口，与NB-IOT网络接入电路对应的NB-IOT模组，数据采集终端与控制器连接将采集获得的数据存储至主控制器中，主控制器上还设置有USR-NB75模组用于向NB-IOT基站传输数据，数据接收终端与控制器连接用于接收数据采集终端采集的信息。
在优选的实施例中，还包括移动终端，移动终端通过NB-IOT基站接收主控制器发出的数据，用户接收终端主要由PC端或手机端构成，接收终端上位机程序将对数据进行解析、校验、处理并给予反馈，亦可采用PC端或手机端实时监控数据收发情况，接收终端根据用户需求查看或下载数据，并可将调控指令反馈至智能云平台进行命令转接，对化粪池中的一些设备进行调控。
在优选的实施例中，主控制器4采用STM32F103内核的Cortex-M3微处理器。该微处理器具有低功耗的优点，满足系统的运算要求。主控制器电路设计包含看门狗电路，防止主控制器进入死机状态。并包含RS-485芯片接口及I/O选择器电路。要求当且仅当I/O选择器选中的发送口R0/R1与接收口T0/T1为同一块表的收发接口时，该表被选通，Cortex-M3微处理器可通过指令对该表进行数据采集。主控制器芯片中亦包含NB-IOT模组接口、蓝牙模块接口及TLT-LCD。主控制器的原理图如图2所示。
继续参考图3，图3是根据本实用新型的NB-IOT网络接入电路图，如图3所示，NB-IOT网络接入电路包含USR-NB75模块和外围模块。NB-IOT模块被唤醒后，与绑定了运营商IP的NB-IOT网络专用卡进行数据交互，再经由已部署的NB-IOT网络即800MHz射频频段将数据传输至NB-IOT基站。USRNB75模组采用5-16V供电，与Cortex-M3微处理器UART接口连接，实现NB-IOT模组与主控制器之间的异步通信。
在具体的实施例中，在NB-75模块中内嵌心跳包，定时对其进行唤醒，保证传输数据的稳定性。并设置复位接口，使主控制器可通过AT指令集控制NB-75模块，在智能网关初始化时选通复位接口，使NB-IOT网络接入电路复位。NB-75模块与主控制器通过UART串口异步通信，TXD口数据发送，RXD口用于数据接收。NB-IOT网络接入电路将NB-IOT网络与微控制器系统相连接，使微控制器在采集水、电能、燃气三表数据后可将数据打包，控制数据包经由NB-IOT网络传输至基站。
在具体的实施例中，采集终端进行采集系统初始化后，STM32F103芯片进入低功耗模式，等待中断定时器每半小时对其唤醒一次，唤醒后进行数据采集并存储；同时中断定时器每6小时控制NB-IOT模块初始化一次，并连接STM32F103芯片等待数据传输，数据采集完成后退出PSM模式，Cortex-M3微处理器写入心跳包使能时延，通过心跳包使能保持NB-IOT模块与STM32芯片的正常连接，数据通过AT指令集发送至NB-IOT基站。
本实用新型提出了一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，包括数据采集终端、主控制器以及数据接收终端，数据采集终端设置于化粪池内部，包括RS-485通信电路和NB-IOT网络接入电路，主控制器上包括与RS-485通信电路对应的RS-485接口，与NB-IOT网络接入电路对应的NB-IOT模组，数据采集终端与控制器连接将采集获得的数据存储至主控制器中，主控制器上还设置有USR-NB75模组用于向NB-IOT基站传输数据，数据接收终端与控制器连接用于接收数据采集终端采集的信息。该系统具有成本低，数据传输效果好的优点，适于大规模推广应用。
显然，本领域技术人员在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下可以作出对本实用新型的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本实用新型的权利要求及其等同形式的范围内，则本实用新型还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。
Claims (8)
1.一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，其特征在于，包括数据采集终端、主控制器以及数据接收终端，所述数据采集终端设置于所述化粪池内部，包括RS-485通信电路和NB-IOT网络接入电路，所述主控制器上包括与所述RS-485通信电路对应的RS-485接口，与所述NB-IOT网络接入电路对应的NB-IOT模组，所述数据采集终端与所述控制器连接将采集获得的数据存储至所述主控制器中，所述主控制器上还设置有USR-NB75模组用于向NB-IOT基站传输数据，所述数据接收终端与所述控制器连接用于接收所述数据采集终端采集的信息。
2.根据权利要求1所述的一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，其特征在于，所述数据采集终端还包括设置于所述化粪池内部的温湿度传感器、气体浓度传感器、液位计。
3.根据权利要求2所述的一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，其特征在于，所述主控制器采用STM32F103内核的Cortex-M3微处理器。
4.根据权利要求1所述的一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，其特征在于，所述NB-IOT网络接入电路包含USR-NB75模块和外围模块。
5.根据权利要求4所述的一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，其特征在于，所述USR-NB75模组与所述主控制器通过UART接口连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，其特征在于，所述USR-NB75模块中设置有用于定时唤醒的心跳包。
7.根据权利要求1所述的一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，其特征在于，还包括电源，所述电源采用5-16V进行供电。
8.根据权利要求1所述的一种用于化粪池的NB-IOT传输系统，其特征在于，还包括移动终端，所述移动终端通过NB-IOT基站接收所述主控制器发出的数据。
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