【技術實現步驟摘要】
本技術涉及檢測，尤其涉及一種基于nb-iot技術的環境監測系統。
技術介紹
1、nb-iot（narrowband?internet?of?things）是一種低功耗、窄帶寬的無線通信技術，專門用于連接物聯網設備。它是3gpp（第三代合作伙伴計劃）標準組織制定的一項通信標準，旨在為低功耗、低數據速率的物聯網設備提供長距離通信解決方案。
2、目前野外環境監測多采用固定式測定設備，通常設備較大。存在移動困難，機動性較弱，部署成本高等缺點。使用便攜式設備可在保證數據誤差符合國標的情況下，大大提升設備的機動能力，甚至可通過無人機投放至人員無法到達的地區進行實時環境監測及數據回傳。
3、一般而言，目前同類環境監測設備大多布置在野外，通常為人員無法到達的地區，對于設備的穩定性和續航能力均有著較大的考驗。同類環境監測設備采用zigbee網絡、lora網絡或4g網絡進行通信，其中zigbee和lora通信方式需要多設備進行組網才能進行通信，若某個節點出現故障將可能導致整個設備數據無法進行交換。4g-cat1網絡方案也常用于監測設備中，但相較于nb-iot網絡其功耗較高，對設備續航影響較大。因此，構建一套穩定的智能化監測系統，提升監控管理效率，對于環境監測領域有著重要的現實意義。
技術實現思路
1、技術目的：針對現有技術中的缺陷，本技術公開了一種基于nb-iot技術的環境監測系統。
2、技術方案：為實現上述技術目的，本技術采用以下技術方案。
3、一種基
4、環境傳感器包括溫濕度傳感器和空氣質量傳感器；單片機模塊為嵌入式處理器，用于采集環境傳感器數據，以及空氣污染或有害氣體濃度超限報警信息，并將數據打包發送至聯網模塊；聯網模塊采用nb-iot通訊，聯網模塊也稱作nb-iot通信模塊，用于將數據打包上傳至云服務器，云服務器將接收到的數據解包導入物模型進行存儲；
5、電源管理模塊與太陽能儲能系統連接，用于將太陽能儲能系統的電能連接到檢測設備中其他模塊中供電，所述太陽能儲能系統包括太陽能板、鋰電池、太陽能電能轉換模塊，太陽能電能轉換模塊與太陽能板相連，監控太陽能板發電狀態；太陽能電能轉換模塊與鋰電池相連，將太陽能板發出電能變送轉化至鋰電池中儲存起來，并同時監控鋰電池的健康狀態。
6、優選地，所述太陽能電能轉換模塊監控芯片u21，所述監控芯片u21的型號為lt3652imse；電容c41和電位器rp1串聯后，一端與監控芯片u21的引腳1連接，即與vin相連，另一端接地，電位器rp1的中間引腳與監控芯片u21的引腳2連接，二極管d41的負極與vcc相連，二極管d41的正極與端子p1的引腳2連接，端子p1的引腳1通過電容c42與監控芯片u21的引腳6相連；監控芯片u21的引腳7通過電阻r44、電阻r45接地，監控芯片u21的引腳7通過電阻r44、電阻r43與監控芯片u21的引腳9連接，監控芯片u21的引腳10通過電容c46與監控芯片u21的引腳11連接，監控芯片u21的引腳11通過電容c46、電感l41與監控芯片u21的引腳12連接，電阻r41和電阻r42并聯后，一端與監控芯片u21的引腳10連接，另一端與監控芯片u21的引腳11連接；二極管d42的負極與監控芯片u21的引腳11連接，二極管d42的正極與并聯的電容c43、電容c44、電容c45的正極連接，并聯的電容c43、電容c44、電容c45的負極與監控芯片u21的引腳13連接，監控芯片u21的引腳9與鋰電池連接，用于輸出電壓給鋰電池充電。
7、優選地，溫濕度傳感器采用sht30傳感器，空氣質量傳感器采用gp2y10傳感器，sht30傳感器用于采集當前環境的溫度以及濕度數據，數據通過iic協議與單片機模塊進行通信，將溫濕度數據發送至單片機模塊，gp2y10傳感器用于采集當前空氣有害物質含量；gp2y10傳感器將空氣中有害物質含量轉化為電壓信號，與單片機模塊內部ad口相連，電壓信號通過單片機內部ad轉化成數字信號。
8、優選地，所述單片機模塊包括控制芯片u2，控制芯片u2的型號為stm32f103c8t6；電容c4、電容c5、電容c10、電容c11并聯后，一端與3.3v電源連接，另一端接地；
9、晶振y3與電容c1和電容c12相連形成串聯閉合回路，晶振y3的兩端分別與控制芯片u2的引腳3和引腳4連接；晶振y2與電容c13、電容c14相連形成串聯閉合回路，晶振y2與電阻r6相連形成串聯閉合回路，晶振y2的兩端分別與控制芯片u2的引腳5和引腳6連接；所述控制芯片u2的引腳36與3.3v電源相連。
10、優選地，所述聯網模塊為采用移芯ec616芯片進行開發的nb-iot聯網模塊，包括：
11、usb1端子的引腳5、引腳6、引腳7、引腳8、引腳9與地相連，usb1端子的引腳1、引腳2、引腳3分別與ec616芯片的引腳14、引腳15、引腳16相連，靜電保護二極管d2的引腳1接地，靜電保護二極管d2的引腳2與usb1端子的引腳3相連，靜電保護二極管d2的引腳3與usb1端子的引腳2相連，靜電保護二極管d2的引腳4與usb1端子的引腳1腳相連；
12、發光二極管led3的正極接限流電阻r11的一端，限流電阻r11的另一端接ec616芯片的引腳59和引腳60，即vbat引腳，用于為發光二極管led3提供電能，發光二極管led3的負極接三極管q1的集電極，三極管q1的基極接ec616芯片的引腳57，用于指示當前檢測設備的網絡狀態，三極管q1的發射極接地；發光二極管led4的正極接限流電阻r12的一端，限流電阻r12的另一端接ec616芯片的vbat引腳，發光二極管led4的負極接三極管q2的集電極，三極管q2的基極接ec616芯片的引腳38，用于指示當前檢測設備的連接狀態，三極管q2的發射極接地。發光二極管led6的正極接限流電阻r13的一端，限流電阻r13的另一端接ec616芯片的vbat腳，發光二極管led6的負極接三極管q3的集電極，三極管q3的基極接ec616芯片的引腳37，用于指示當前檢測設備的工作狀態，三極管q3的發射極接地；
13、ec616芯片的引腳65通過并聯的電阻r15、電容c24與三極管q4的基極連接，三極管q4的發射極與ec616芯片的引腳36連接，三極管q4的集電極與單片機模塊中控制芯片u2的引腳14連接，ec616芯片的引腳65通過并聯的電阻r16、電容c26與三極管q5的基極連接，三極管q5的發射極與單片機模塊中控制芯片u2的引腳12連接，三極管q5的集電極與ec616芯片本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于NB-IOT技術的環境監測系統，其特征在于，環境監測系統包括若干個檢測設備、客戶端和云服務器，裝載用戶應用軟件的客戶端與云服務器連接；檢測設備部署環境監測系統中的多個不同監測點；每個檢測設備包括：單片機模塊和與單片機模塊連接的若干個環境傳感器、聯網模塊、電源管理模塊和太陽能儲能系統，檢測設備通過聯網模塊與云服務器連接，電源管理模塊為其他模塊供電；
2.根據權利要求1所述的一種基于NB-IOT技術的環境監測系統，其特征在于：所述太陽能電能轉換模塊監控芯片U21，所述監控芯片U21的型號為LT3652IMSE；電容C41和電位器RP1串聯后，一端與監控芯片U21的引腳1連接，即與VIN相連，另一端接地，電位器RP1的中間引腳與監控芯片U21的引腳2連接，二極管D41的負極與VCC相連，二極管D41的正極與端子P1的引腳2連接，端子P1的引腳1通過電容C42與監控芯片U21的引腳6相連；監控芯片U21的引腳7通過電阻R44、電阻R45接地，監控芯片U21的引腳7通過電阻R44、電阻R43與監控芯片U21的引腳9連接，監控芯片U21的引腳10通過電容C46與監控芯
3.根據權利要求1所述的一種基于NB-IOT技術的環境監測系統，其特征在于：溫濕度傳感器采用SHT30傳感器，空氣質量傳感器采用GP2Y10傳感器，?SHT30傳感器用于采集當前環境的溫度以及濕度數據，數據通過IIC協議與單片機模塊進行通信，將溫濕度數據發送至單片機模塊，GP2Y10傳感器用于采集當前空氣有害物質含量；GP2Y10傳感器將空氣中有害物質含量轉化為電壓信號，與單片機模塊內部AD口相連，電壓信號通過單片機內部AD轉化成數字信號。
4.根據權利要求1所述的一種基于NB-IOT技術的環境監測系統，其特征在于：所述單片機模塊包括控制芯片U2，控制芯片U2的型號為STM32F103C8T6；電容C4、電容C5、電容C10、電容C11并聯后，一端與3.3V電源連接，另一端接地；
5.根據權利要求4所述的一種基于NB-IOT技術的環境監測系統，其特征在于：所述聯網模塊為采用移芯EC616芯片進行開發的NB-IOT聯網模塊，包括：
6.根據權利要求1所述的一種基于NB-IOT技術的環境監測系統，其特征在于：所述電源管理模塊包括電源穩壓芯片U5、降壓芯片U4；所述降壓芯片U4的型號為AMS117-3.3；電源穩壓芯片U5的型號為MIC29302WU；
...【技術特征摘要】
1.一種基于nb-iot技術的環境監測系統，其特征在于，環境監測系統包括若干個檢測設備、客戶端和云服務器，裝載用戶應用軟件的客戶端與云服務器連接；檢測設備部署環境監測系統中的多個不同監測點；每個檢測設備包括：單片機模塊和與單片機模塊連接的若干個環境傳感器、聯網模塊、電源管理模塊和太陽能儲能系統，檢測設備通過聯網模塊與云服務器連接，電源管理模塊為其他模塊供電；
2.根據權利要求1所述的一種基于nb-iot技術的環境監測系統，其特征在于：所述太陽能電能轉換模塊監控芯片u21，所述監控芯片u21的型號為lt3652imse；電容c41和電位器rp1串聯后，一端與監控芯片u21的引腳1連接，即與vin相連，另一端接地，電位器rp1的中間引腳與監控芯片u21的引腳2連接，二極管d41的負極與vcc相連，二極管d41的正極與端子p1的引腳2連接，端子p1的引腳1通過電容c42與監控芯片u21的引腳6相連；監控芯片u21的引腳7通過電阻r44、電阻r45接地，監控芯片u21的引腳7通過電阻r44、電阻r43與監控芯片u21的引腳9連接，監控芯片u21的引腳10通過電容c46與監控芯片u21的引腳11連接，監控芯片u21的引腳11通過電容c46、電感l41與監控芯片u21的引腳12連接，電阻r41和電阻r42并聯后，一端與監控芯片u21的引腳10連接，另一端與監控芯片u21的引腳11連接；二極管d42的負極與監控芯片u21的引腳11連接，二極管d42的正極與并聯的電容c43...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱正林，馬辰宇，錢予陽，李偉豪，李炳宏，
申請(專利權)人：南京工程學院，
類型：新型
國別省市：
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