一种基于窄带物联网粮仓温度监测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于窄带物联网粮仓温度监测系统和方法，包括两个以上温度监测单元和一个窄带物联网无线通信节点；所述窄带物联网无线通信节点包括控制模块、电源管理模块、窄带物联网无线通信模块和存储模块，本技术方案通过窄带物联网技术进行信号的传输，其效果具有功耗低、节点使用寿命长、大规模终端数目的管理、大范围信号覆盖和信息安全性高等优点。通过DS18B20温度传感器对粮仓内的温度进行自动采集，窄带物联网无线通信节点每隔一定时间或温度超过阈值就会将信息传输给控制端。当温度值超过设定的值时，控制端会控制离心风机、排风窗和空调进行降温处理，达到智能控制的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于窄带物联网粮仓温度监测系统和方法
本专利技术涉及环境监测
，尤其涉及一种基于窄带物联网粮仓温度监测系统和方法。
技术介绍
在现有的粮仓温度监测控制系统，使用温度传感器对粮仓内的温度进行检测，进而将检测的信号通过无线发送的方式传输给控制终端，进而对粮仓内的温度进行检测，在温度较高时通过风扇进行降温，保持粮仓内的温度在规定的范围内。而现有使用的通信技术为Zigbee技术、GPRS和WiFi等无线通信技术，这样的通信技术的数据准确率比较低，而且耗电量比较大。同时其无线传感器需要额外携带电池进行供电，粮仓是存放在室内的，因此在蓄电上面无法通过太阳光照进行补充，因此导致能源上的损耗较快，又无法补充，从而使得监测装置电源耗尽失效。若是在一个中、大型储粮基地中，频繁地更换电池使得工作量较大、成本提高。GPRS无线通信技术通信使用成本高。粮库作为国家战略安全设施信息安全很重要，而WiFi等技术信息安全性不高，对粮库信息安全要求难以保证。
技术实现思路
本专利技术要解决准确信号传输、降低能源损耗、保证通信信息安全和实时监控管理的技术问题，在于提供一种基于窄带物联网粮仓温度监测系统和方法，解决粮仓监控设备的无线传输范围小，以及监控装置内置电源使用寿命短、信息安全要求难保证的问题。本专利技术是这样实现的：一种基于窄带物联网粮仓温度监测系统，包括两个以上温度监测单元和一个窄带物联网无线通信节点；一个所述窄带物联网无线通信节点电连接多个所述温度监测单元；所述窄带物联网无线通信节点包括控制模块、电源管理模块、窄带物联网无线通信模块和存储模块，所述电源管理模块分别与控制模块、窄带物联网无线通信模块和存储模块电连接，所述控制模块分别与窄带物联网无线通信模块和存储模块电连接；所述电源管理模块用于控制电源的输出电压并为窄带物联网无线通信节点的模块和温度监测单元供电，所述温度监测单元自动采集粮仓中的温度，并将信息以数字信号的形式发送到控制器模块，控制器模块根据设定的阈值或时间频度将这些信息保存在存储器模块，或者通过窄带物联网无线通信模块将信息传给窄带物联网无线通信基站，所述存储器模块保存无线通信节点的序列号和将临时的温度值和温度监测单元的序列号所转换的高度位置信息合成的温度信息。进一步地，所述窄带物联网无线通信模块使用窄带物联网通信技术，其结构包括QuectelBC95芯片，所述QuectelBC95芯片用于处理信号和数据传输。进一步地，还包括监测杆，所述窄带物联网无线通信节点设置在监测杆的一端。进一步地，所述监测杆的一端设置有把手，所述把手设置在与窄带物联网无线通信节点的相同端。进一步地，所述温度监测单元数量为四个以上。进一步地，所述温度监测单元为DS18B20温度传感器，所述DS18B20温度传感器设置在监测杆的杆身，DS18B20温度传感器与DS18B20温度传感器之间等间距设置。本专利技术还提供了一种基于窄带物联网粮仓温度监测方法，包括以下步骤：两个以上温度监测单元检测不同高度位置的温度；控制模块读取每个温度监测单元的温度值；控制模块将某一个读取的温度值与预设的第一温度阈值进行比较，判断读取的温度值是否大于预设的第一温度阈值，若是，则将前读取的温度值与第二温度阈值进行比较，判断读取的温度值是否大于预设的第二温度阈值，若是，则发送当前读取的温度值给窄带物联网无线通信基站，并控制所述报警模块响应报警；若否，则发送当前读取的温度值给窄带物联网无线通信基站；若否，则将读取的该温度值存储至存储模块，并读取下一个预设的第一温度值与预设的温度阈值进行比较，重复以上步骤循环读取。进一步地，所述步骤“将读取的该温度值存储至存储模块”包括：以预设时间频度读取每个温度监测单元的温度值，并计算当前采样周期内存储模块所有温度值的平均值，并将所述平均值发送给窄带物联网无线通信基站；还包括以下步骤：判断控制模块是否达到预设的时间频度，若是，则以预设时间频度读取每个温度监测单元的温度值，并计算当前采样周期内存储模块所有温度值的平均值，并将所述平均值发送给窄带物联网无线通信基站；若否，则重复上述步骤直至控制模块达到预设的时间频度。进一步地，所述步骤“发送当前读取的温度值给窄带物联网无线通信基站，并控制所述报警模块响应报警”还包括：发送该温度值对应的监测杆的序列号至窄带物联网无线通信基站，所述温度值对应的监测杆为检测出该温度值的温度监测单元所在的监测杆。进一步地，所述步骤“控制模块读取每个温度监测单元的温度值”还包括：控制模块读取每个温度监测单元的序列号信息，同时将序列号信息设置成该温度监测单元所处的高度位置信息，并将高度位置信息和温度值合成为温度信息。本专利技术具有如下优点：区别于现有的粮仓温度监控装置的能源损耗大，以及信号传输不稳定等缺点。本技术方案的基于窄带物联网粮仓温度监测系统和方法，通过窄带物联网(窄带NB-IoT)技术进行信号的管理、存储和传输，其效果具有低数据速率传输、大规模终端数目的管理和大范围信号覆盖等优点。窄带NB-IoT其信号覆盖性能好，能高效传输数据；其上行增益高于其他现有技术的无线通信技术；能耗相较其他现有技术的无线通信技术要小得多，其电池寿命大于10年；读数时间小于1秒，授权频谱，服务质量可保证，传输距离大于10公里；用户使用费用低廉；其信息传输安全性较WiFi等无线通信技术更强，能防止公共信息的泄露。一个窄带物联网无线通信节点连接多个温度监测单元可节约使用多个无线通信节点的成本。通过DS18B20温度传感器对粮仓内的温度进行自动采集，而其DS18B20温度传感器等间距分布在监测杆上，进而实现不同深度粮食的温度采集，以及多个监测杆在粮仓中的均匀分布，使得温度的采集更加准确。同时设定粮仓的温度值，低于设定的温度值窄带物联网无线通信节点每隔一定时间就会传输一次温度信息和序列号给窄带物联网无线通信基站，基站再将信息传给控制中心。当温度值超过设定的值时，窄带物联网无线通信节点立即将信息传给窄带物联网无线通信基站，基站再将信息传给控制中心。控制中心会发出报警信号，并控制离心风机、排风窗和空调进行降温处理，使得温度保持在设定范围内。同时通过电源管理模块可以合理的控制并输送电源，保证合理使用电池电源，不用连接市电，提高了其移动性能，同时还可以为温度监测单元提供外置电源。附图说明图1为本专利技术基于窄带物联网粮仓温度监测系统的剖视图；图2为本专利技术基于窄带物联网粮仓温度监测系统的局部视图；图3为本专利技术基于窄带物联网粮仓温度监测方法的流程图；图4为本专利技术基于窄带物联网粮仓温度监测系统的电路原理模块图。附图标记说明：10、温度监测单元；101、监测杆；102、把手；103、中空结构；105、监测杆的杆身；106、测温电缆；20、窄带物联网无线通信节点；201、控制模块；202、电源管理模块；203、窄带物联网无线通信模块；204、存储模块；30、窄带物联网无线通信基站；31、控制中心。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图1、图2以及图4，本专利技术提供一种基于窄带物联网粮仓温度监测系统，包括两个以上温度监测单元10和一个窄带物联网无线通信节点20；一个所述窄带物联网无线通信节点电连接多个所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于窄带物联网粮仓温度监测系统，其特征在于：包括两个以上温度监测单元和一个窄带物联网无线通信节点；一个所述窄带物联网无线通信节点电连接多个所述温度监测单元；所述窄带物联网无线通信节点包括控制模块、电源管理模块、窄带物联网无线通信模块和存储模块，所述电源管理模块分别与控制模块、窄带物联网无线通信模块和存储模块电连接，所述控制模块分别与窄带物联网无线通信模块和存储模块电连接；所述电源管理模块用于控制电源的输出电压并为窄带物联网无线通信节点的模块和温度监测单元供电，所述温度监测单元自动采集粮仓中的温度，并将信息以数字信号的形式发送到控制器模块，控制器模块根据设定的阈值或时间频度将这些信息保存在存储器模块，或者通过窄带物联网无线通信模块将信息传给窄带物联网无线通信基站，所述存储器模块保存无线通信节点的序列号和将临时的温度值和温度监测单元的序列号所转换的高度位置信息合成的温度信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于窄带物联网粮仓温度监测系统，其特征在于：包括两个以上温度监测单元和一个窄带物联网无线通信节点；一个所述窄带物联网无线通信节点电连接多个所述温度监测单元；所述窄带物联网无线通信节点包括控制模块、电源管理模块、窄带物联网无线通信模块和存储模块，所述电源管理模块分别与控制模块、窄带物联网无线通信模块和存储模块电连接，所述控制模块分别与窄带物联网无线通信模块和存储模块电连接；所述电源管理模块用于控制电源的输出电压并为窄带物联网无线通信节点的模块和温度监测单元供电，所述温度监测单元自动采集粮仓中的温度，并将信息以数字信号的形式发送到控制器模块，控制器模块根据设定的阈值或时间频度将这些信息保存在存储器模块，或者通过窄带物联网无线通信模块将信息传给窄带物联网无线通信基站，所述存储器模块保存无线通信节点的序列号和将临时的温度值和温度监测单元的序列号所转换的高度位置信息合成的温度信息。2.根据权利要求1所述的基于窄带物联网粮仓温度监测系统，其特征在于：所述窄带物联网无线通信模块使用窄带物联网通信技术，其结构包括QuectelBC95芯片，所述QuectelBC95芯片用于处理信号和数据传输。3.根据权利要求1所述的基于窄带物联网粮仓温度监测系统，其特征在于：还包括监测杆，所述窄带物联网无线通信节点设置在监测杆的一端。4.根据权利要求3所述的基于窄带物联网粮仓温度监测系统，其特征在于：所述监测杆的一端设置有把手，所述把手设置在与窄带物联网无线通信节点的相同端。5.根据权利要求1所述的基于窄带物联网粮仓温度监测系统，其特征在于：所述温度监测单元数量为四个以上。6.根据权利要求1所述的基于窄带物联网粮仓温度监测系统，其特征在于：所述温度监测单元为DS18B20温度传感器，所述DS18B20温度传感器设置在监测杆的杆身，DS18B20温度传感器与DS18B20温度传感器之间等间距设置。7.一种基于窄带物联网...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋维，黄旭红，
申请(专利权)人：福建瑞达精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35