基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统技术方案

本实用新型专利技术涉及基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统，可有效解决介质管道的监测，保证管道使用安全的问题。解决的技术方案是，压力传感器的信息采集端同智能终端的信号输入端相连，智能终端同运营商基站无线通信相连，运营商基站与运营商服务器无线通信相连，运营商服务器同数据处理中心服务器无线通信相连，数据处理中心服务器与手机无线通信相连，本实用新型专利技术结构新颖独特，安装使用方便，在介质管道监测中应用，有效解决了根据用户需求通过窄带物联网实现终端与移动数据终端的实时传输，降低用户使用成本，增强用户使用功能，具有海量连接、深度覆盖、超低功耗、低成本之优点，是窄带物联网在管道应用上的创新。

【技术实现步骤摘要】
基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统
本技术涉及管理设备，特别是基于蜂窝的窄带物联网（NB-loT）技术在介质管道监测中的垂直运用的一种基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统。
技术介绍
目前所熟悉的物联网技术主要是通过FRID技术、WIFI技术、Bluetooth技术、GPRS技术等，各类技术通常都有其难以避免的缺陷，功耗大、信号弱、传输距离短、连接数量小、成本高等缺陷。功耗大造成电池无法长时间使用，信号弱对于相对复杂的环境条件下无法达到较好的使用效果，传输距离短无法满足远距离传输的效果，连接数量小造成综合系统复杂、成本增加。解决了FRID技术传输距离短、功耗大，WIFI传输距离短且由于采用免授权频段导致信号质量不够理想、部署成本高、连接量小、功耗大，GPRS信号穿透力弱、室内覆盖不理想、功耗大、费用高等弊端。体现了基于蜂窝的窄带物联网（NB-loT）技术的优势，海量连接、深度覆盖、超低功耗、低成本等四大优势。城市供水管道的管理是一项复杂的工程，目前多是采用人工进行检测，及时进行维修，费时费力，而且还往往不能及时发现管道介质的压力情况，从而造成不安全输水事故，那么能否随着基于蜂窝的窄带物联网（NB-loT）技术的逐步发展，芯片、基站、网络的日趋完善，将NB-loT技术运用于介质管道的监测至今未见有公开报导。因此，是业内所希望解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之不足，本技术之目的就是提供一种基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统，可有效解决介质管道的监测，保证管道使用安全的问题。本技术解决的技术方案是，包括压力传感器、基站、服务器和手机，压力传感器的信息采集端同智能终端的信号输入端相连，智能终端同运营商基站无线通信相连，运营商基站与运营商服务器无线通信相连，运营商服务器同数据处理中心服务器无线通信相连，数据处理中心服务器与手机无线通信相连，所述的智能终端是由外壳及其壳体内的电路构成，所述的电路包括中央控制器，中央控制器分别与NBIOT通信电路、电源稳压电路、模拟信号采集电路的输出端、晶振电路的输出端、扩展接口电路相连，模拟信号采集电路的输入端与用于测量介质管道压力的压力传感器输出端相连，NBIOT通信电路分别与SIM卡电路和扩展接口电路相连；压力传感器采集的介质管道的压力信号经模拟信号采集电路传至中央控制器，由中央控制器上传到运营商基站的NB-IoT网络，经运营商服务器传输到数据处理中心服务器，数据处理中心服务器可以根据智能终端上报的压力、告警的数据进行实时监控，并将压力、告警的信息及时传送给手机，用户通过手机实时监控介质管道压力状况并及时作出故障处理。本技术结构新颖独特，安装使用方便，特别是首创性的提供了一种智能终端，并在介质管道监测中应用，有效解决了根据用户需求通过窄带物联网实现终端与移动数据终端的实时传输，从而进一步达到降低用户使用成本，增强用户使用功能的效果，具有海量连接、深度覆盖、超低功耗、低成本之优点，是窄带物联网在管道应用上的创新，经济和社会效益巨大。附图说明图1为本技术的系统结构图。图2为本技术的系统功能图。图3为本技术的智能终端电路框示图。图4为本技术的中央控制器电路原理图。图5为本技术的NBIOT通信电路原理图。图6为本技术的电源稳压电路图。图7为本技术的模拟信号采集电路图。图8为本技术的晶振电路图。图9为本技术的SIM卡电路图。图10为本技术的扩展接口电路图。图11为本技术的介质压力传感器的接入电路图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明。由图1、图2所示，本技术一种基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统，包括压力传感器、基站、服务器和手机，压力传感器1的信息采集端同智能终端2的信号输入端相连，智能终端2同运营商基站3无线通信相连，运营商基站3与运营商服务器4无线通信相连，运营商服务器4同数据处理中心服务器5无线通信相连，数据处理中心服务器5与手机6无线通信相连，所述的智能终端是由外壳及其壳体内的电路构成，所述的电路包括中央控制器2-1，中央控制器2-1分别与NBIOT通信电路2-2、电源稳压电路2-3、模拟信号采集电路2-4的输出端、晶振电路2-5的输出端、扩展接口电路2-7相连，模拟信号采集电路2-4的输入端与用于测量介质管道7压力的压力传感器输出端相连，NBIOT通信电路2-2分别与SIM卡电路2-6和扩展接口电路2-7相连；压力传感器采集的介质管道的压力信号经模拟信号采集电路传至中央控制器，由中央控制器上传到运营商基站的NB-IoT网络，经运营商服务器传输到数据处理中心服务器，数据处理中心服务器可以根据智能终端给出的压力、告警的数据进行实时监控，并将压力、告警的信息及时传送给手机，用户通过手机实时监控介质管道压力状况并及时作出故障处理。所述的中央控制器型号为SCM003，中央控制器U1的9脚、10脚分别与晶振电路2-5的晶振Y1两端相连；中央控制器U1的16脚经串联的电阻R14和按键开关K2接地，中央控制器U1的3脚接地，并经电容C1接电源VCC-3V3，4脚接电源VCC-3V3，5脚经电容C2接地，7脚经电阻R1接电源VCC-3V3，11脚经电阻R3接地，并经与电阻R3一端相连的电阻R2接电源VCC-3V3，扩展接口电路2-7是由接口J2、接口J3、接口J4、接口J5构成，接口J2与中央控制器U1的15脚、14脚相连，接口J3与中央控制器U1的20脚、23脚相连，接口J4与中央控制器U1的18脚、19脚相连，接口J5与中央控制器U1的电源VCC-3V3脚相连；所述的晶振电路是由晶振Y1和电容C3、电容C4构成，晶振Y1两端经并联的电容C3、电容C4接地；所述的NBIOT通信电路U2型号为CB95，2脚接地，71脚、72脚、73脚、74脚并联接地，81脚、82脚、83脚并联接地，92脚、93脚、94脚并联接地，54脚、59脚、60脚、61脚、62脚、63脚、64脚、65脚、66脚并联接地，48脚、51脚、52脚并联接地，43脚接地，47脚接地，15脚经并联的稳压二极管D2、第一按钮开关K1接地，15脚经第一三极管Q1接中央控制器U1的17脚，18脚经第二三极管Q2、电阻R11、发光二极管LED1接电源VCC-3V3，34脚经电阻R19接电阻R1和电源VCC-3V3，并经电阻R1接中央控制器U1的7脚，26解经电容C11接地，29脚经电阻R12接地，并经电阻R18接中央控制器U1的19脚，30脚经电阻R17接中央控制器U1的18脚，19脚、20脚、21脚分别接插口P01、P02、P03，53脚经电容C9接地，并经电阻R7及并联的电容C10接地，电阻R7和电容C10的共端接天线E1；所述的电源稳压电路结构是，电源B1的负极接地，电源B1的正极接NBIOT通信电路U2并联的45脚、46脚，并与并联接地的稳压二极管D1、电容C15、电容C2、电容C13相连，电源B1的正极经稳压二极管D3接稳压二极管D4，稳压二极管D4接USB插口，并经串联的电阻R13和发光二极管LED2接地，稳压二极管D3、稳压二极管D4的共端分别经接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统，包括压力传感器、基站、服务器和手机，其特征在于，压力传感器（1）的信息采集端同智能终端（2）的信号输入端相连，智能终端（2）同运营商基站（3）无线通信相连，运营商基站（3）与运营商服务器（4）无线通信相连，运营商服务器（4）同数据处理中心服务器（5）无线通信相连，数据处理中心服务器（5）与手机（6）无线通信相连，所述的智能终端是由外壳及其壳体内的电路构成，所述的电路包括中央控制器（2‑1），中央控制器（2‑1）分别与NBIOT通信电路（2‑2）、电源稳压电路（2‑3）、模拟信号采集电路（2‑4）的输出端、晶振电路（2‑5）的输出端、扩展接口电路（2‑7）相连，模拟信号采集电路（2‑4）的输入端与用于测量介质管道（7）压力的压力传感器输出端相连，NBIOT通信电路（2‑2）分别与SIM卡电路（2‑6）和扩展接口电路（2‑7）相连；压力传感器采集的介质管道的压力信号经模拟信号采集电路传至中央控制器，由中央控制器上传到运营商基站的NB‑IoT网络，经运营商服务器传输到数据处理中心服务器，数据处理中心服务器可以根据智能终端给出的压力、告警的数据进行实时监控，并将压力、告警的信息及时传送给手机，用户通过手机实时监控介质管道压力状况并及时作出故障处理。...

【技术特征摘要】
1.一种基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统，包括压力传感器、基站、服务器和手机，其特征在于，压力传感器（1）的信息采集端同智能终端（2）的信号输入端相连，智能终端（2）同运营商基站（3）无线通信相连，运营商基站（3）与运营商服务器（4）无线通信相连，运营商服务器（4）同数据处理中心服务器（5）无线通信相连，数据处理中心服务器（5）与手机（6）无线通信相连，所述的智能终端是由外壳及其壳体内的电路构成，所述的电路包括中央控制器（2-1），中央控制器（2-1）分别与NBIOT通信电路（2-2）、电源稳压电路（2-3）、模拟信号采集电路（2-4）的输出端、晶振电路（2-5）的输出端、扩展接口电路（2-7）相连，模拟信号采集电路（2-4）的输入端与用于测量介质管道（7）压力的压力传感器输出端相连，NBIOT通信电路（2-2）分别与SIM卡电路（2-6）和扩展接口电路（2-7）相连；压力传感器采集的介质管道的压力信号经模拟信号采集电路传至中央控制器，由中央控制器上传到运营商基站的NB-IoT网络，经运营商服务器传输到数据处理中心服务器，数据处理中心服务器可以根据智能终端给出的压力、告警的数据进行实时监控，并将压力、告警的信息及时传送给手机，用户通过手机实时监控介质管道压力状况并及时作出故障处理。2.根据权利要求1所述的基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统，其特征在于，所述的中央控制器型号为SCM003，中央控制器U1的9脚、10脚分别与晶振电路2-5的晶振Y1两端相连；中央控制器U1的16脚经串联的电阻R14和按键开关K2接地，中央控制器U1的3脚接地，并经电容C1接电源VCC-3V3，4脚接电源VCC-3V3，5脚经电容C2接地，7脚经电阻R1接电源VCC-3V3，11脚经电阻R3接地，并经与电阻R3一端相连的电阻R2接电源VCC-3V3，扩展接口电路2-7是由接口J2、接口J3、接口J4、接口J5构成，接口J2与中央控制器U1的15脚、14脚相连，接口J3与中央控制器U1的20脚、23脚相连，接口J4与中央控制器U1的18脚、19脚相连，接口J5与中央控制器U1的电源VCC-3V3脚相连。3.根据权利要求1所述的基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统，其特征在于，所述的晶振电路是由晶振Y1和电容C3、电容C4构成，晶振Y1两端经并联的电容C3、电容C4接地。4.根据权利要求1所述的基于蜂窝的窄带物联网在介质管道监测中的运用系统，其特征在于，所述的NBIOT通信电路U2型号为CB95，2脚接地，71脚、72脚、73脚、74脚并联接地，81脚、82脚、83脚并联接地，92脚、93脚、94脚并联接地，54脚、59脚、60脚、61脚、62脚、63脚、64脚、65脚、66脚并联接地，48脚、51脚、52脚并联接地，43脚接地，47脚接地，15脚经并联的稳压二极管D2、第一按钮开关K1接地，15脚经第一三极管Q1接中央控制器U1的17脚，18脚经第二三极管Q2、电阻R11、发光二极管LED1接电源VCC-3V3，34脚经电阻R19接电阻R1和电源VCC-3V3，并经电阻R1接中央控制器U...

【专利技术属性】
技术研发人员：李盛举，
申请(专利权)人：上海链轮电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31