CN216146397U - 基于NB-iot的智能阀门定位数传模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于NB‑iot的智能阀门定位数传模块，针对现有技术存在因现场环境复杂，造成传统的布设总线方式传输数据具有布线不便、成本高以及维护人员仅根据传统标号难以便捷准确地定位智能阀门的问题，现提出如下方案，其包括NB‑iot无线传输模组、STM32单片机控制单元、供电电路单元、稳压电路单元、数据收发单元、USIM卡电路、GPS天线和NB天线，本实用新型在保证低功耗传输数据的同时可以根据需要准确提供设备定位信息，实现了智能阀门在复杂环境下不必布设复杂总线，而通过无线传输方式即可进行低功耗、远距离的运行数据传输，并且有效传递智能阀门的具体位置的经纬度，方便维护人员快捷准确定位的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能阀门数据传输技术领域，尤其涉及基于NB-iot的智能阀门定位数传模块。
背景技术
智能阀门广泛应用于电力、石油、化工、冶金、轻纺、城市给排水等领域，尤其是石油、化工等高危险性领域，智能阀门的精准定位及运行数据搜集将更加重要。
智能阀门所处的现场环境不一、情况复杂，由于设备所处位置的限制，传统的使用布设总线方式实现设备之间的数据传输受现场环境恶劣、设备距离较远等情况的影响，布线十分不便，系统成本也会随着总线的布置而增加，有些设备采用普通无线射频传输模块传输数据，但是这种数据传输模式对低功耗与远距离的要求无法兼顾；当电动执行器在井下作业时或者分布较散，相隔距离较远时，若遇到智能阀门故障，仅靠传统的标号方式无法准确给出阀门位置，这给维护人员定位智能阀门进行维护造成困难，所以本申请提出基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，用以解决上述所提到的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有智能阀门因现场环境复杂，造成传统的布设总线方式传输数据具有布线不便、成本高的问题，普通的无线射频传输模块对低功耗和远距离传输的要求无法兼顾以及维护人员仅根据传统标号难以便捷准确地定位智能阀门的问题，而提出的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，包括NB-iot无线传输模组、STM32单片机控制单元、供电电路单元、稳压电路单元、数据收发单元、USIM卡电路、GPS天线和NB天线，所述NB-iot无线传输模组包括NB无线传输单元和GPS定位单元，所述STM32单片机控制单元包括STM32单片机、数据串口以及用于STM32单片机程序烧录的烧录端口。
优选的，所述数据串口，默认比特率为115200bps。
优选的，所述GPS天线为1575.42MHz射频天线，增益为10dB，NB天线为916MHz射频天线，增益为20dB，GPS天线和NB天线均附着于智能阀门金属壳体外部。
优选的，所述STM32单片机控制单元的STM32单片机型号为STM32F103C8T6。
优选的，所述NB-iot无线传输模组的型号为BC20。
优选的，所述数据收发单元，利用两个NPN三极管完成数据收发单元的搭建，数据收发单元与NB-iot无线传输模组的数据收发引脚进行连接，NPN三极管型号为MMBT3904LT1G。
优选的，所述USIM卡电路使用NB流量卡。
优选的，所述稳压电路单元的输入电压为5V，稳压电路单元的输出电压为3.3V，稳压电路单元的型号为BL8032的稳压IC。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、使用以NB-iot无线传输模组为基础，STM32单片机为控制核心，蜂窝流量为载体的具备定位功能的无线数传模块进行智能阀门的运行数据传输，比传统的通过布设总线进行数据传输和通过普通的无线射频传输模块传输，安装更加方便快捷，受现场环境制约小，系统成本降低，信号强度高，兼顾了低功耗和远距离；
2、GPS定位单元配合置于金属外壳外部的GPS天线完成定位，获得原始GPS信号，经STM32单片机处理，与高德地图进行标定，转换成经纬度数据，维护人员根据接收到的经纬度数据，可以便捷准确地定位智能阀门的位置并进行维护；
3、USIM卡电路，卡座用的是Nano挤压式卡座，采用外接的USIM卡，具体为NB流量卡，专为低功耗设备提高通信接入服务，价格更低，USIM卡电路为数据的发送提供通讯媒介-蜂窝流量，信号更强，应用范围更广泛。
本实用新型通过设置以NB-iot无线传输模组为基础，STM32单片机为控制核心，蜂窝流量为载体的具备定位功能的无线数传模块，在保证低功耗传输数据的同时可以根据需要准确提供设备定位信息，实现了智能阀门在复杂环境下不必布设复杂总线，而通过无线传输方式即可进行低功耗、远距离的运行数据传输，并且有效传递智能阀门的具体位置的经纬度，方便维护人员快捷准确定位的目的。
附图说明
图1为本实用新型提出的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块的结构框图；
图2为本实用新型提出的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块的装配图；
图3为本实用新型提出的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块的工作流程图。
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。
实施例一
请参阅图1-3，基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，包括NB-iot无线传输模组、STM32单片机控制单元、供电电路单元、稳压电路单元、数据收发单元、USIM卡电路、GPS天线和NB天线，NB-iot无线传输模组包括NB无线传输单元和GPS定位单元，STM32单片机控制单元包括STM32单片机、数据串口以及用于STM32单片机程序烧录的烧录端口。
实施例二
请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，包括NB-iot无线传输模组、STM32单片机控制单元、供电电路单元、稳压电路单元、数据收发单元、USIM卡电路、GPS天线和NB天线，NB-iot无线传输模组包括NB无线传输单元和GPS定位单元，STM32单片机控制单元包括STM32单片机、数据串口以及用于STM32单片机程序烧录的烧录端口，数据串口，默认比特率为115200bps，GPS天线为1575.42MHz射频天线，增益为10dB，NB天线为916MHz射频天线，增益为20dB，GPS天线和NB天线均附着于智能阀门金属壳体外部，STM32单片机控制单元的STM32单片机型号为STM32F103C8T6，NB-iot无线传输模组的型号为BC20，由上海移远通讯公司生产，数据收发单元，利用两个NPN三极管完成数据收发单元的搭建，数据收发单元与NB-iot无线传输模组的数据收发引脚进行连接，NPN三极管型号为MMBT3904LT1G。
工作原理：GPS定位单元配合置于金属外壳外部的GPS天线完成定位，获得原始GPS信号，经STM32单片机处理，与高德地图进行标定，转换成经纬度数据，STM32单片机控制单元通过外部的传感器采集智能阀门的振动数据，STM32单片机控制单元控制NB-iot无线传输模组配合数据收发电路将处理过的智能阀门的运行数据和GPS位置信息通过NB天线输送到蜂窝网络端的数据库，用于数据的采集、提取、存储、维护和计算，其中，NB-iot无线传输模组为基础，提供高性能、低功耗、多频段的无线传输和定位功能；STM32单片机为控制核心，具有44个引脚，提供了足够的I/O口，便于系统的构建，配置有烧录端口，能够烧录预定的程序，配置有数据串口，主要用于定位数传模块本体的功能调试和NB-iot无线传输模组的升级，数据串口会自动向外输出定位数传模块本体的工作日志信息及发送数据的信息；稳压电路单元和供电电路单元为定位数传模块本体提供具有稳定电压的电源，NB-iot无线传输模组的供电电源需要稳定在2.8V-3.5V，若低于2.8V，NB-iot无线传输模组将出现频繁开关机的情况，影响设备数据的传输及通讯；USIM卡电路，NB-iot无线传输模组数据的传输依靠的是蜂窝流量，USIM卡电路采用外接NB流量卡，保证数据的稳定传输；GPS天线和NB天线是配合NB-iot无线传输模组进行无线传输和定位的必备元件，GPS天线为1575.42MHz射频天线，增益为10dB，NB天线为916MHz射频天线，增益为20dB，GPS天线和NB天线附着于智能阀门金属壳体外部，保证信号的稳定性。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，其特征在于，包括NB-iot无线传输模组、STM32单片机控制单元、供电电路单元、稳压电路单元、数据收发单元、USIM卡电路、GPS天线和NB天线，所述NB-iot无线传输模组包括NB无线传输单元和GPS定位单元，所述STM32单片机控制单元包括STM32单片机、数据串口以及用于STM32单片机程序烧录的烧录端口。
2.根据权利要求1所述的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，其特征在于，所述数据串口，默认比特率为115200bps。
3.根据权利要求1所述的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，其特征在于，所述GPS天线为1575.42MHz射频天线，增益为10dB，NB天线为916MHz射频天线，增益为20dB，GPS天线和NB天线均附着于智能阀门金属壳体外部。
4.根据权利要求1所述的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，其特征在于，所述STM32单片机控制单元的STM32单片机型号为STM32F103C8T6。
5.根据权利要求1所述的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，其特征在于，所述NB-iot无线传输模组的型号为BC20。
6.根据权利要求1所述的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，其特征在于，所述数据收发单元，利用两个NPN三极管完成数据收发单元的搭建，数据收发单元与NB-iot无线传输模组的数据收发引脚进行连接，NPN三极管型号为MMBT3904LT1G。
7.根据权利要求1所述的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，其特征在于，所述USIM卡电路使用NB流量卡。
8.根据权利要求1所述的基于NB-iot的智能阀门定位数传模块，其特征在于，所述稳压电路单元的输入电压为5V，稳压电路单元的输出电压为3.3V，稳压电路单元的型号为BL8032的稳压IC。
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Publications (1)
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2021
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