CN220322570U - 一种居民用户室温采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种居民用户室温采集装置，包括：用于采集居民用户室温数据的信息采集模块，所述信息采集模块的测试元件设置在用户实内，所述信息采集模块的输出端连接主控模块的采集端口；用于将采集到的居民用户室温数据通过无线传输方式上传至远端的无线传输模块，所述无线传输模块的控制端口连接主控模块的一个输出端口；一方面用于控制所述信息采集模块采集居民用户室温数据、另一方面用于控制所述无线传输模块将居民用户室温数据上传至远端的主控模块；用于为所述信息采集模块、无线传输模块以及主控模块供电的电源模块。本实用新型能够将采集的温度数据自动上传至远端，温度数据的分布式实时采集，便于供暖企业设计具有针对性的供热方案。

Description

一种居民用户室温采集装置

技术领域

本实用新型涉及供热技术领域，尤其涉及一种居民用户室温采集装置。

背景技术

近年来，随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新理念、新技术的突飞猛进，供热自动化水平不断提高，智慧供热的实现有了科技支撑，更加便捷，高效，节能的供热方案有了实现的可能性。智慧供热主要指基于信息基础设施的发展，使用大数据、人工智能、云计算、“互联网”等技术，通过对供热相关数据采集及分析，对热源、热网、末端的各个供热环节进行智能调控，从而进一步实现热网资源的配置优化，提高热网输送的能力的形式。

智慧供热的关键技术之一是信息交互的准确性、可靠性、实时性、安全性和低成本。由于不同用户的房屋差异、供暖设备不同造成供暖效率不同，供热公司无法获取或无法实时获取每个用户机具体数据，导致无法针对不同用户的实际情况做出针对性调整。为了保证每个用户的供暖情况，只能提高供热耗能从而造成大量资源浪费。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，本实用新型提供一种居民用户室温采集装置，能够将采集的温度数据自动上传至远端，温度数据的分布式实时采集，便于供暖企业设计具有针对性的供热方案。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种居民用户室温采集装置，包括：

用于采集居民用户室温数据的信息采集模块，所述信息采集模块的测试元件设置在用户室内，所述信息采集模块的输出端连接主控模块的采集端口；

用于将采集到的居民用户室温数据通过无线传输方式上传至远端的无线传输模块，所述无线传输模块的控制端口连接主控模块的一个输出端口；

一方面用于控制所述信息采集模块采集居民用户室温数据、另一方面用于控制所述无线传输模块将居民用户室温数据上传至远端的主控模块；

用于为所述信息采集模块、无线传输模块以及主控模块供电的电源模块。

进一步地，所述装置还包括用于实时显示居民用户室温数据的显示模块，所述显示模块的控制端口连接主控模块的一个输出端口。

进一步地，所述装置设置于86型墙壁插座内；

所述显示模块的显示屏设置在86型墙壁插座外壳上。

进一步地，所述信息采集模块的传感器设置在86型墙壁插座外壳上。

进一步地，所述电源模块通过86型墙壁插座内部线路连接220V市电，并将220V市电转换成3.3V的直流电以供装置内的各功能模块使用。

进一步地，所述86型墙壁插座外壳上还设置有SIM卡插座，所述SIM卡插座与所述主控模块的SIM卡接口电路电连接。

进一步地，所述主控模块为工业级NB-IoT无线通讯模组，所述无线传输模块为QS-100模组内部集成的NB-IOT模块。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过内置温度传感器、变送器件，实时采集用户的室温数据，显示在屏幕上，同时通过内置的NB_IOT模块与服务器对接，将温度上传至城市供热智能管理平台的服务器。供热公司可查看用户的实时室温数据以及一段时间内历史曲线，通过对数据的分析，能更好的评估热质量，调节热力等，大大提高供热效率。解决了由于供热公司不能及时根据不同用户的室温情况做出反馈，造成不必要的资源浪费等问题。

2、本实用新型相较于其他类型的室温采集装置与常规插座相结合，体积更小，便于安装在室内，不占用室内空间。且本装置内部可设置多种低功耗工作模式，更加节能。

基于上述理由本实用新型可在大范围供热系统中广泛推广，

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种居民用户室温采集装置功能框图。

图2为本实用新型一种居民用户室温采集装置结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

如图1所示，本实用新型公开了一种居民用户室温采集装置，包括：信息采集模块、无线传输模块、主控模块以及电源模块。其中：

信息采集模块用于采集居民用户室温数据，信息采集模块的测试元件设置在用户实内，所述信息采集模块的输出端连接主控模块的采集端口。

无线传输模块用于将采集到的居民用户室温数据通过无线传输方式上传至远端，无线传输模块的控制端口连接主控模块的一个输出端口。

主控模块作为装置的控制核心，一方面用于控制所述信息采集模块采集居民用户室温数据、另一方面用于控制所述无线传输模块将居民用户室温数据上传至远端。

电源模块用于为所述信息采集模块、无线传输模块以及主控模块供电。

在一种较佳的实施方式中，装置还可以包括显示模块。显示模块用于实时显示居民用户室温数据，显示模块的控制端口连接主控模块的一个输出端口。

作为本发明较佳的实施方式，如图2所示，上述居民用户室温采集装置设置于86型墙壁插座内。装置的显示模块具有显示屏，显示屏设置在86型墙壁插座外壳上。信息采集模块的传感器设置在86型墙壁插座外壳上。电源模块通过86型墙壁插座内部线路连接220V市电，并将220V市电转换成3.3V的直流电以供装置内的各功能模块使用。进一步地，所述86型墙壁插座外壳上还设置有SIM卡插座，所述SIM卡插座与所述主控模块的SIM卡接口电路电连接。

本实用新型提供的低功耗居民用户室温采集装置，主要用于居民用户室内温湿度采集，通常安装在用户室内墙壁上，以便采集不同用户室内的温湿度，并及时将数据上传到云端，云端根据具体用户的情况合理调节供热控制，以便能提高供热效率。

首先室温采集装置通过安装在其中的传感器采集温度、湿度信息。装置通过电源装置为整个系统供电，之后主控制器控制整个系统运行。控制器与显示屏、无线数据传输模块相连。上电后首先与显示屏建立连接初始化显示屏，之后初始化NB-iot传输模块与远端服务器建立连接，建立连接完成后会通过电路板的指示灯显示连接成功。控制器控制传感器采集温湿度数据，待传感器采集完毕后，控制器读取出采集的数据，并通过校验验证数据的准确性，验证成功后，将采集到的数据显示在显示屏上，以便居民可以是实时查看数据。同时控制器会控制NB-iot模块将数据上传到云端以便上位机工作人员实时查看数据，并及时根据用户家中的情况调整用户所在支线或换热站的供热控制。装置每个一段时间采集一次数据，在不采集数据时，系统工作在低功耗模式中，这样起到一个节能的作用。系统通过内部定时器定时，当达到设定的时间后，装置开始运行，采集数据并上传至云端，之后会再次进入低功耗模式。同时上位机可以实时控制其采集数据。

下面通过具体的应用实例对本实用新型的方案和效果做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供的温度采集装置包括主控模块、显示模块、信息采集模块、无线传输模块以及电源模块。

优选地，主控部分采用QS-100通讯模组。QS-100是一款基于芯翼XY1100平台的工业级NB-IoT无线通讯模组，是硬件电路的控制器，负责协调各个模块的工作，对收到的数据进行加工处理。其内部拥有I2C、SPI、ADC、SIM卡接口电路，完美符合本设计需求。

优选地，无线传输模块基于NB-IoT技术实现。NB-IoT即窄带物联网，是IoT领域的新兴技术，其构建于蜂窝网络，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(LPWAN)。NB-IoT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。

本实施例中使用QS-100模组内部集成的NB-IOT模块，负责与远端服务器进行连接。其支持多种网络协议协议上完全兼容R13和R14，软件升级支持R15，内嵌TCP、UDP、MQTT、COAP等多种通信协议栈，可支持中国移动OneNET、中国电信IoT、中国联通云、华为OceanConnect以及阿里云等物联网云平台。

优选地，显示模块采用I2C与主控模块进行通讯，负责将采集上来的温湿度数据、设备信息、联网信息等显示在屏幕上，方便用户读取。

优选地，信息采集模块采用I2C与控制器进行通讯，具有长期稳定性好、响应迅速、抗干扰能力强等优点。最大功耗仅为3.2mW，湿度分辨率为0.024％RH，温度分辨率为0.01℃，完全能满足本设计的要求。

优选地，电源模块作为整个装置的基础部分，关乎着装置各部分能否正常工作，因此电源部分的设计尤为关键。由于本实用新型的电源来自220V的市电，而系统中的模块工作电压都为3.3V。因此需要变压、整流、滤波、稳压等一系列操作将220V的交流电变成适合各部分正常工作的工作电压。

本实用新型采用mqtt协议进行网络数据传输。MQTT(Message Queuing TelemetryTransport，消息队列遥测传输协议)，是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的"轻量级"通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

如图1所示，本实施例中，市电220v的交流电经过变压整流滤波变成直流电，直流电经过SPX3819MS线性稳压器变成3.3V的直流电以供电路中的其他芯片使用。主控模块上电后，配置I2C,GPIO等各个接口，完成对各个模块的初始化以及运行情况检测。之后将初始化的数据以及各个模块运行的状态显示在oled上。初始化完成，各系统开始正常工作。控制器首先对驱动NB-IoT连接网络，之后通过设定的IP地址与端口与服务器上位端建立连接，之后通过NB协议与服务器上位端进行通讯。主控模块首先向温湿度传感器发送读指令，待温湿度传感器采集完毕后，控制器将数据读入并对接收到的数据进行CRC校验，再通过NBIoT模块传输到云服务器上。

本实施例提供的温度采集装置的正面布局如图2所示。图中1为显示屏，用户可以通过显示屏实时查看温湿度数据，2为插座，可以作为日常插座来正常使用，以节省用户家庭中的空间。3为SIM卡，必要时可以更换SIM卡来保证数据的正常传输。4为传感器，为了保证传感器采集数据的准确性，将传感器放置在顶层，可以使传感器更接近用户家庭环境，使采集更加精准。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种居民用户室温采集装置，其特征在于，包括：

用于采集居民用户室温数据的信息采集模块，所述信息采集模块的测试元件设置在用户室内，所述信息采集模块的输出端连接主控模块的采集端口；

用于将采集到的居民用户室温数据通过无线传输方式上传至远端的无线传输模块，所述无线传输模块的控制端口连接主控模块的一个输出端口；

一方面用于控制所述信息采集模块采集居民用户室温数据、另一方面用于控制所述无线传输模块将居民用户室温数据上传至服务器的主控模块，所述主控模块为工业级NB-IoT无线通讯模组，所述无线传输模块为QS-100模组内部集成的NB-IOT模块，所述信息采集模块通过I2C接口连接主控模块；

用于为所述信息采集模块、无线传输模块以及主控模块供电的电源模块；

用于实时显示居民用户室温数据的显示模块，所述显示模块的控制端口通过I2C接口连接主控模块的一个输出端口；

当达到设定的时间后，所述居民用户室温采集装置开始运行，采集温度数据并上传至云端。

2.根据权利要求1所述的一种居民用户室温采集装置，其特征在于，所述装置设置于86型墙壁插座内；

所述显示模块的显示屏设置在86型墙壁插座外壳上。

3.根据权利要求2所述的一种居民用户室温采集装置，其特征在于，所述信息采集模块的传感器设置在86型墙壁插座外壳上。

4.根据权利要求2所述的一种居民用户室温采集装置，其特征在于，所述电源模块通过86型墙壁插座内部线路连接220V市电，并将220V市电转换成3.3V的直流电以供装置内的各功能模块使用。

5.根据权利要求2所述的一种居民用户室温采集装置，其特征在于，所述86型墙壁插座外壳上还设置有SIM卡插座，所述SIM卡插座与所述主控模块的SIM卡接口电路电连接。