CN218237097U - NB-IoT无线数据传输终端及城市排水管网监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供NB‑IoT无线数据传输终端及城市排水管网监测系统，包括集成模块(1)，在所述集成模块(1)的一侧连接有接线端子(2)，在所述集成模块(1)的底部安装有后盖(3)，在所述集成模块(1)的另一侧连接有收发天线(4)；通过在集成模块内部的接线端子上设置有多个干接点输入接口，仅当水位到达对应位置的液位或流向传感器后，才进行对应数据的采集及上传，避免无效数据的同时，采用窄带物联网传输技术，进一步降低耗电量，延长更换外置电源的时间，也为后期数据处理降低了难度。

Description

NB-IoT无线数据传输终端及城市排水管网监测系统

技术领域

本实用新型涉及物联网数据传输的技术领域，具体涉及NB-IoT无线数据传输终端及城市排水管网监测系统。

背景技术

随着智能城市、大数据时代的来临，无线通信将实现万物连接。NB-IoT是物联网领域一种新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网LPWA。基于蜂窝的窄带物联网(NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点。

排水管网是城市排水的骨干力量，其运行的健康程度决定了其排水能力，要想时刻了解清楚管网的运行状况需要选择合适的传感器，通过合理通过合理的监测手段，对其运行水位、流量数据分析即可分辨出管道内的淤积、过载、溢流、异常水入渗等问题。

然而目前城市排水管网及数据传输终端具有耗电量大、电源更换频繁、成本高昂、传输范围小无法适应地下环境、数据传输少、维护成本高等问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本实用新型提供了NB-IoT无线数据传输终端及城市雨水管网监测系统。

本实用新型提供的具体方案为：

NB-IoT无线数据传输终端，包括集成模块，在所述集成模块的一侧连接有接线端子，在所述集成模块的底部安装有后盖，在所述集成模块的另一侧连接有收发天线；其特征在于：在所述集成模块的内部安装有集成电路板，在所述集成电路板靠近接线端子的一侧设置有用于连接接线端子的板载接口，在所述集成电路板靠近收发天线的一侧设置有用于连接收发天线的天线接口，在所述集成电路板的内部还安装有与板载接口及天线接口连接的处理芯片，处理芯片连接串行数据接口，在所述集成电路板上还安装有通讯卡插槽。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述集成模块通过接线端子连接外置电源。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述处理芯片选用STM32L071型芯片。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述通讯卡插槽中插设有SIM卡。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述接线端子上至少设置有通信模块电源接口、传感器接口、传感器电源接口及多个干接点输入接口。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述接线端子上不同的接口位置设置有对应的指示装置。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，多个干接点输入接口分别与城市雨水管网内部不同位置的传感器信号连接。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述收发天线与采用MQTT协议的数据云平台信号连接。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述无线数据传输终端选用NB-IoT窄带物联网与数据云平台实现数据传输。

进一步地，本实用新型还提供一种城市排水管网监测系统，其特征在于：所述系统采用所述的NB-IoT无线数据传输终端。

相较于现有技术，本实用新型能够实现的技术效果包括：

1)本实用新型提供NB-IoT无线数据传输终端及城市排水管网监测系统，通过在集成模块内部的接线端子上设置有多个干接点输入接口，仅当水位到达对应位置的传感器后，才进行对应液位及流向等数据的采集及上传，避免无效数据的同时，采用窄带传输技术，进一步降低耗电量，延长更换外置电源的时间，也为后期数据处理降低了难度。

2)本实用新型提供NB-IoT无线数据传输终端及城市排水管网监测系统，无线数据传输终端选用NB-IoT窄带物联网与数据云平台实现数据传输，在同样的频段下，NB-IoT窄带物联网比现有的网络增益20dB，可更好满足厂区、管道井、井盖等这类对深度覆盖有要求的地方。

3)本实用新型提供NB-IoT无线数据传输终端及城市排水管网监测系统，水位未到达对应位置时该终端处于休眠状态，每天可根据预设程序自动唤醒上传数据，若没有收到请求的命令，终端会自动进入休眠，待机时间可长达数年，能耗低，待机时间长，减少频繁更换电源的烦恼。

4)本实用新型提供NB-IoT无线数据传输终端及城市排水管网监测系统，NB-IoT窄带物联网无需自建基站，通讯稳定可靠。

5)本实用新型提供NB-IoT无线数据传输终端及城市排水管网监测系统，数据云平台中同一基站可比现有无线技术提供50-100倍的接入数从而满足大数据的采集及上传需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的结构爆炸图。

图3为本实用新型的结构俯视图。

图4为本实用新型的结构侧视图。

图5为本实用新型的结构前视图。

图6为本实用新型集成电路板的结构示意图。

图7为本实用新型接线端子的接口结构示意图。

图8为本实用新型接线端子的接口示意说明图。

图9为本实用新型的工作流程图。

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。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[第一实施例]

如图1-6所示为本实用新型提供的第一实施例，其具体方案为：

如图1-5所示为NB-IoT无线数据传输终端，包括集成模块1，在集成模块1的一侧连接有接线端子2，接线端子2用于与外部通信模块电源、传感器电源电连接以及与各水位液位传感器信号连接，在集成模块1的底部安装有后盖3，通过后盖支撑顶部集成模块1及接线端子2，在集成模块1的另一侧连接有收发天线4以用于将检测数据无线传输至采用MQTT协议的数据云平台，收发天线4与数据云平台信号连接便于用户通过数据云平台对检测数据进行对应筛分及统计。

如图6所示，在集成模块1的内部安装有集成电路板1-1，在集成电路板1-1靠近接线端子2的一侧设置有用于连接接线端子2的板载接口1-2，在集成电路板1-1靠近收发天线4的一侧设置有用于连接收发天线4的天线接口1-5，在集成电路板1-1的内部还安装有与板载接口1-2及天线接口1-5连接的处理芯片1-3，处理芯片1-3用于接收对应干接点所接传感器检测到的数据，在本实施例中，处理芯片1-3选用STM32L071型芯片。处理芯片连接串行数据接口1-6以通过串行数据接口1-6对检测数据进行信息格式处理，在集成电路板1-1上还安装有通讯卡插槽1-4，经信息格式处理后的检测数据经由通讯卡插槽1-4内插设的通讯卡无线传输至数据云平台，作为本实施例的优选，通讯卡插槽1-4中插设有SIM卡以实现检测数据的无线传输。

如图7-8所示，在本实施例中，接线端子2上设置有pin1-pin12共12个接口，其中包括

通信模块电源接口，即pin1通信模块电源输入接口VIN以及pin2通信模块电源接地接口GND，本实施例中通信模块电源选用3.6V电源；

传感器电源接口，即pin4传感器电源接口VOUT和pin3传感器电源接地接口GND，本实施例中传感器电源选用3.3V电源；

模拟量开关接口，即pin5模拟量电源输入接口ADC0和pin6模拟量电源接地接口GND；

以及多个干接点输入接口，即pin7-pin11干接点输入接口DI1-DI5，多个干接点输入接口分别与城市排水系统内部不同位置的传感器信号连接，在本实施例中，传感器可以选用液位或流向传感器，当水位到达对应位置时触发该位置的液位或流向传感器，传感器即将对应信号通过干接点输入接口传输至处理芯片1-3中。Pin12为多个干接点输入接口的共用干接点接地端。在板载接口1-2上设置有与各端口对应的引脚。

集成模块1通过接线端子2连接外置电源以及传感器电源及对应位置的传感器。作为本实施例的优选，接线端子2上不同的接口位置设置有对应的指示装置，以便于接线。

在本实施例中，无线数据传输终端选用NB-IoT窄带物联网与数据云平台实现数据传输，在同样的频段下，NB-IoT窄带物联网比现有的网络增益20dB，可更好满足厂区、管道井、井盖等这类对深度覆盖有要求的地方。

如图9所示，本实施例的无线数据传输终端在工作时，

多个干接点输入接口分别与城市排水管网地下管道内部不同位置的传感器信号连接，当水位到达对应位置时触发该位置的液位或流向传感器，传感器即将触发信号通过对应位置的干接点输入接口输入；与外置电源连接的处理芯片1-3接收该检测数据后，通过串行数据接口1-6对检测数据进行信息格式处理，经信息格式处理完成后的检测数据被上传至数据云平台以便于用户根据需求对检测数据进行对应筛分及统计。

[第二实施例]

本实用新型第二实施例还提供一种城市排水管网监测系统，所述城市排水管网监测系统中采用所述NB-IoT无线数据传输终端，通过在集成模块内部的接线端子上设置有多个干接点输入接口，仅当水位到达对应位置的传感器后，才进行对应数据的采集及上传，避免无效数据的同时，采用窄带传输技术，进一步降低耗电量，延长更换外置电源的时间，也为后期数据处理降低了难度。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.NB-IoT无线数据传输终端，包括集成模块(1)，在所述集成模块(1)的一侧连接有接线端子(2)，在所述集成模块(1)的底部安装有后盖(3)，在所述集成模块(1)的另一侧连接有收发天线(4)；其特征在于：在所述集成模块(1)的内部安装有集成电路板(1-1)，在所述集成电路板(1-1)靠近接线端子(2)的一侧设置有用于连接接线端子(2)的板载接口(1-2)，在所述集成电路板(1-1)靠近收发天线(4)的一侧设置有用于连接收发天线(4)的天线接口(1-5)，在所述集成电路板(1-1)的内部还安装有与板载接口(1-2)及天线接口(1-5)连接的处理芯片(1-3)，处理芯片连接串行数据接口(1-6)，在所述集成电路板(1-1)上还安装有通讯卡插槽(1-4)。

2.根据权利要求1所述的NB-IoT无线数据传输终端，其特征在于：所述集成模块(1)通过接线端子(2)连接外置电源。

3.根据权利要求1所述的NB-IoT无线数据传输终端，其特征在于：所述处理芯片(1-3)选用STM32L071型芯片。

4.根据权利要求1所述的NB-IoT无线数据传输终端，其特征在于：所述通讯卡插槽(1-4)中插设有SIM卡。

5.根据权利要求1所述的NB-IoT无线数据传输终端，其特征在于：所述接线端子(2)上至少设置有通信模块电源接口、传感器接口、传感器电源接口及多个干接点输入接口。

6.根据权利要求5所述的NB-IoT无线数据传输终端，其特征在于：所述接线端子(2)上不同的接口位置设置有对应的指示装置。

7.根据权利要求5所述的NB-IoT无线数据传输终端，其特征在于：多个干接点输入接口分别与城市雨水管网内部不同位置的传感器信号连接。

8.根据权利要求1所述的NB-IoT无线数据传输终端，其特征在于：所述收发天线(4)与采用MQTT协议的数据云平台信号连接。

9.根据权利要求7所述的NB-IoT无线数据传输终端，其特征在于：所述无线数据传输终端选用NB-IoT窄带物联网与数据云平台实现数据传输。

10.城市排水管网监测系统，其特征在于：所述系统采用如权利要求1-9中任一项所述的NB-IoT无线数据传输终端。

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