CN212008498U

CN212008498U - 一种基于NB-IoT的空气参数检测装置

Info

Publication number: CN212008498U
Application number: CN202020367981.4U
Authority: CN
Inventors: 边旺; 李鑫
Original assignee: Xingtai Polytechnic College
Current assignee: Xingtai Polytechnic College
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2030-03-20

Abstract

本实用新型属于空气质量检测技术领域，尤其为一种基于NB‑IoT的空气参数检测装置，包括现场参数采集及控制终端、物联网平台、管理中心平台、智能手机、广告下发管理服务器、物联网结点、Wi‑Fi传输模块和轿厢显示终端。本实用新型能够实时监测环境内空气中可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮、二氧化氮、一氧化碳和臭氧参数，监测面广，并选用NB‑IOT无线通讯模块作为传输网络进行环境数据远程传输，具有成本低、功耗低、架构优、覆盖广和连接性能好的优点，适用长距离远程信数据传输，能够将实时环境信息进行公益投放，可及时提醒广大市民根据相应大气环境做好预防措施，同时用户可通过智能手机上的相应手机APP查看空气参数信息，功能更为全面。

Description

一种基于NB-IoT的空气参数检测装置

技术领域

本实用新型涉及空气质量检测技术领域，具体为一种基于NB-IoT的空气参数检测装置。

背景技术

近年来，大气环境问题备受全世界各国关注，酸雨，臭氧层破坏和温室效应首当其冲。大气环境监控不可或缺，我们采用大气环境监控系统实时监控大气中可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧情况，并将其数据传输到数据中心进行处理与保存。

目前，大气环境监测系统一般采用ZIGBEE传输技术进行远程数据传输， ZIGBEE网络传输距离有限、基站价格昂贵、穿透性差并且易受干扰，限制了大气环境监控系统的数据传输功能，不利于对大气环境远距离监控，且现有的大气环境监测系统功能性单一，不能与公益类广告进行联动，如通过电梯显示终端进行文字或画面播报，不能起到及时提醒市民做好预防措施。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于NB-IoT的空气参数检测装置，解决了大气环境监测系统一般采用ZIGBEE传输技术进行远程数据传输，ZIGBEE网络传输距离有限、基站价格昂贵、穿透性差并且易受干扰，限制了大气环境监控系统的数据传输功能，不利于对大气环境远距离监控，且现有的大气环境监测系统功能性单一，不能与公益类广告进行联动，如通过电梯显示终端进行文字或画面播报，不能起到及时提醒市民做好预防措施的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于NB-IoT的空气参数检测装置，包括现场参数采集及控制终端、物联网平台、管理中心平台、智能手机、广告下发管理服务器、物联网结点、Wi-Fi传输模块和轿厢显示终端，其中，所述现场参数采集及控制终端是由控制器、参数采集单元、显示模块、储存模块、报警模块、电源模块和NB-IoT无线通信模块，所述控制器分别与参数采集单元、显示模块、储存模块、报警模块、电源模块和NB-IoT无线通信模块电性连接，所述参数采集单元用于环境内空气中可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧实时监测，所述控制器通过NB-IoT无线通信模块与物联网平台连接，所述物联网平台分别与管理中心平台和智能手机连接，所述广告下发管理服务器通过物联网平台分别与多个物联网结点连接，所述物联网结点通过Wi-Fi传输模块与轿厢显示终端通信连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述控制器采用STM32单片机。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述参数采集单元是由分别与控制器电性连接的可吸入颗粒物传感器、细颗粒物传感器、二氧化氮传感器、二氧化硫传感器、一氧化碳传感器和臭氧传感器组成。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述Wi-Fi传输模块采用Wi-Fi 转换器，Wi-Fi转换器模式为AP时通过RS232与物联网结点连接，Wi-Fi转换器模式为ST模式时通过RS232与轿厢显示终端连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述现场参数采集及控制终端还包括用于向控制器提供实时时钟数据的RTC模块。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于NB-IoT的空气参数检测装置，具备以下有益效果：

1、该基于NB-IoT的空气参数检测装置，能够实时监测环境内空气中可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮、二氧化氮、一氧化碳和臭氧参数，监测面广，并选用NB-IOT无线通讯模块作为传输网络进行环境数据远程传输，具有成本低、功耗低、架构优、覆盖广和连接性能好的优点，适用长距离远程信数据传输。

2、该基于NB-IoT的空气参数检测装置，通过广告下发管理服务器、物联网结点、Wi-Fi传输模块和轿厢显示终端组成电梯物联网公益广告投放系统，能够将实时环境信息进行公益投放，可及时提醒广大市民根据相应大气环境做好预防措施，同时用户可通过智能手机上的相应手机APP查看空气参数信息，功能更为全面。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图；

图2为本实用新型中参数采集单元的系统示意框图。

图中：100、现场参数采集及控制终端；101、控制器；102、参数采集单元；1021、可吸入颗粒物传感器；1022、细颗粒物传感器；1023、二氧化氮传感器；1024、二氧化硫传感器；1025、一氧化碳传感器；1026、臭氧传感器；103、显示模块；104、储存模块；105、报警模块；106、电源模块；107、 NB-IoT无线通信模块；200、物联网平台；300、管理中心平台；400、智能手机；500、广告下发管理服务器；600、物联网结点；700、Wi-Fi传输模块； 800、轿厢显示终端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-2，本实用新型提供以下技术方案：一种基于NB-IoT的空气参数检测装置，包括现场参数采集及控制终端100、物联网平台200、管理中心平台300、智能手机400、广告下发管理服务器500、物联网结点600、Wi-Fi 传输模块700和轿厢显示终端800，其中，现场参数采集及控制终端100是由控制器101、参数采集单元102、显示模块103、储存模块104、报警模块105、电源模块106和NB-IoT无线通信模块107，控制器101分别与参数采集单元102、显示模块103、储存模块104、报警模块105、电源模块106和NB-IoT 无线通信模块107电性连接，参数采集单元102用于环境内空气中可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧实时监测，控制器 101通过NB-IoT无线通信模块107与物联网平台200连接，物联网平台200 分别与管理中心平台300和智能手机400连接，广告下发管理服务器500通过物联网平台200分别与多个物联网结点600连接，物联网结点600通过Wi-Fi 传输模块700与轿厢显示终端800通信连接。

具体的，控制器101采用STM32单片机。

本实施例中，STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3内核，按性能分成两个不同的系列：STM32F103 “增强型”系列和STM32F101“基本型”系列，包括新的互连型系列在内的 STM32系列微控制器具有多种配套软件和开发工具，其中包括意法半导体免费提供的软件库以及第三方工具厂商的广泛支持，其包括：主流产品(STM32F0、 STM32F1、STM32F3)、超低功耗产品(STM32L0、STM32L1、STM32L4、STM32L4+) 和高性能产品(STM32F2、STM32F4、STM32F7、STM32H7)。

具体的，参数采集单元102是由分别与控制器101电性连接的可吸入颗粒物传感器1021、细颗粒物传感器1022、二氧化氮传感器1023、二氧化硫传感器1024、一氧化碳传感器1025和臭氧传感器1026组成。

本实施例中，由可吸入颗粒物传感器1021、细颗粒物传感器1022、二氧化氮传感器1023、二氧化硫传感器1024、一氧化碳传感器1025和臭氧传感器1026实时监测环境内空气中可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧参数，可吸入颗粒物传感器1021可采用PM10传感器，细颗粒物传感器1022采用PM2.5传感器，二氧化氮传感器1023可采用NO2-C-1 传感器，二氧化硫传感器1024可采用ME3-SO2传感器，一氧化碳传感器1025可采用TGS3870CO传感器，臭氧传感器1026可采用MS2610传感器。

具体的，Wi-Fi传输模块700采用Wi-Fi转换器，Wi-Fi转换器模式为AP 时通过RS232与物联网结点600连接，Wi-Fi转换器模式为ST模式时通过 RS232与轿厢显示终端800连接。

本实施例中，具体应用时，广告下发管理服务器500通过物联网平台200 接收来自现场参数采集及控制终端100采集到的空气参数数据，对该参数数据进行储存、分析处理后通过物联网平台200传输给各个物联网结点600，再由各物联网结点600通过Wi-Fi传输模块700传输给相应的轿厢显示终端800，完成空气质量数据的广告投放。

具体的，现场参数采集及控制终端100还包括用于向控制器101提供实时时钟数据的RTC模块。

本实用新型的工作原理及使用流程：使用时，由参数采集单元102实时监测环境内空气中可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧参数，并传输给控制器101，控制器101对该数据进行分析处理，即与预设的相应参数阈值进行比较，当空气质量发生突变时，控制报警模块105 进行现场报警，储存模块104用于数据储存，并通过显示模块103进行显示，同时，通过NB-IoT无线通信模块107将参数数据传输至物联网平台200，物联网平台200将数据分别传输至管理中心平台300、智能手机400和广告下发管理服务器500，管理中心平台300用于对各节点环境数据进行监控，用户可通过智能手机400上的相应手机APP查看空气参数信息，另一方面，广告下发管理服务器500通过物联网平台200接收来自现场参数采集及控制终端100 采集到的空气参数数据，对该参数数据进行储存、分析处理后通过物联网平台200传输给各个物联网结点600，再由各物联网结点600通过Wi-Fi传输模块700传输给相应的轿厢显示终端800，完成空气质量数据的广告投放，起到提醒预防作用。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于NB-IoT的空气参数检测装置，其特征在于：包括现场参数采集及控制终端(100)、物联网平台(200)、管理中心平台(300)、智能手机(400)、广告下发管理服务器(500)、物联网结点(600)、Wi-Fi传输模块(700)和轿厢显示终端(800)，其中，所述现场参数采集及控制终端(100)是由控制器(101)、参数采集单元(102)、显示模块(103)、储存模块(104)、报警模块(105)、电源模块(106)和NB-IoT无线通信模块(107)，所述控制器(101)分别与参数采集单元(102)、显示模块(103)、储存模块(104)、报警模块(105)、电源模块(106)和NB-IoT无线通信模块(107)电性连接，所述参数采集单元(102)用于环境内空气中可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧实时监测，所述控制器(101)通过NB-IoT无线通信模块(107)与物联网平台(200)连接，所述物联网平台(200)分别与管理中心平台(300)和智能手机(400)连接，所述广告下发管理服务器(500)通过物联网平台(200)分别与多个物联网结点(600)连接，所述物联网结点(600)通过Wi-Fi传输模块(700)与轿厢显示终端(800)通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的空气参数检测装置，其特征在于：所述控制器(101)采用STM32单片机。

3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的空气参数检测装置，其特征在于：所述参数采集单元(102)是由分别与控制器(101)电性连接的可吸入颗粒物传感器(1021)、细颗粒物传感器(1022)、二氧化氮传感器(1023)、二氧化硫传感器(1024)、一氧化碳传感器(1025)和臭氧传感器(1026)组成。

4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的空气参数检测装置，其特征在于：所述Wi-Fi传输模块(700)采用Wi-Fi转换器，Wi-Fi转换器模式为AP时通过RS232与物联网结点(600)连接，Wi-Fi转换器模式为ST模式时通过RS232与轿厢显示终端(800)连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的空气参数检测装置，其特征在于：所述现场参数采集及控制终端(100)还包括用于向控制器(101)提供实时时钟数据的RTC模块。