一种基于NB-IoT技术的物联网温度采集终端制造技术

一种基于NB‑IoT技术的物联网温度采集终端，涉及物联网采集终端领域,包括依次连接的温度传感器模块、A/D模数转换模块、MCU单片机处理模块和通信模块；温度传感器模块，用于采集温度模拟信号；A/D模数转换模块，用于将温度模拟信号转换成数字信号并将数字信号传送至MCU单片机处理模块；MCU单片机处理模块，用于将数字信号进行分析处理，并将处理后的信号传送至通信模块；通信模块，将MCU单片机处理模块分析处理后的数据进行远距离传输；可有效、准确地监控生产和生活中的温度参数，并满足人们对于多连接用户的需求，且成本低廉、功耗低、采集数据覆盖范围广，具有无线和有线的远距离传输功能。

A Temperature Acquisition Terminal Based on NB-IoT Technology in Internet of Things

A temperature acquisition terminal of Internet of Things based on NB_IoT technology involves the field of Internet of Things acquisition terminal, including temperature sensor module, A/D analog-to-digital conversion module, MCU single chip processing module and communication module, temperature sensor module for acquiring temperature analog signal, A/D analog-to-digital conversion module for converting temperature analog signal into digital signal and digital communication module. The number is transmitted to MCU single chip processor processing module; MCU single chip processor processing module is used to analyze and process digital signals and transmit the processed signals to communication module; Communication module is used to transmit the processed data from MCU single chip processor processing module for long-distance transmission; It can effectively and accurately monitor the temperature parameters in production and life, and satisfy people's multi-connection users. Requirements, and low cost, low power consumption, wide coverage of data acquisition, with wireless and wired long-distance transmission functions.

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IoT技术的物联网温度采集终端
本技术涉及物联网采集终端领域，具体涉及一种基于NB-IoT技术的物联网温度采集终端。
技术介绍
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化时代的重要发展阶段，物联网就是将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息通信和交换，以实现智能化的一种网络。随着物联网产品形态不断增多，一方面模块价格仍会继续走低；另一方面，物联网模块还会向着多样化的方向发展，以满足越来越多不同类型设备的功能需求。在未来几年间，用于物联网的无线通信模块，会朝着更加集成化、小型化的方向发展，越来越多的芯片和功能会集成进物联网模块中。温度是生产过程和科学实验中普遍且重要的物理参数，在工业生产中，为了高效生产，必须对生产过程中的主要参数，如温度、压力、流量、速度等进行有效控制，其中温度控制在生产过程中占有相当大的比例，准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的主要条件。然而，现有的基于物联网的温度采集终端，成本高昂，功耗较高，数据传输不稳定，不能实时有效地监控温度参数，且可连接用户较少。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种基于NB-IoT技术的物联网温度采集终端，可有效、准确地监控生产和生活中的温度参数，并满足人们对于多连接用户的需求，且成本低廉、功耗低、采集数据覆盖范围广，具有无线和有线的远距离传输功能。为达成上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于NB-IoT技术的物联网温度采集终端，包括依次连接的温度传感器模块、A/D模数转换模块、MCU单片机处理模块、通信模块；所述温度传感器模块，用于采集温度模拟信号；所述A/D模数转换模块，用于将所述温度传感器模块采集的温度模拟信号转换成数字信号并将数字信号传送至所述MCU单片机处理模块；所述MCU单片机处理模块，用于将由所述A/D模数转换模块转换后的数字信号进行分析处理，并将处理后的信号传送至所述通信模块；所述通信模块，用于接收所述MCU单片机处理模块处理后的信号，并将MCU单片机处理模块分析处理后的数据进行远距离传输；所述通信模块包括NB-IoT通信模块。所述温度传感器模块支持多路传感器同时对温度进行采集。所述温度传感器模块可采用Pt100铂电阻温度传感器。Pt100铂电阻温度传感器的电阻值随温度的变化而变化，成一定线性函数关系，通过测量铂电阻阻值的大小，根据Pt100铂电阻分度表即可得到对应的温度值，测量准确可靠。本技术还包括模拟开关切换模块，所述模拟开关切换模块的输入端与所述温度传感器模块信号连接，模拟开关切换模块的输出端与所述A/D模数转换模块信号连接，所述模拟开关切换模块用于选择一路或多路温度传感器模块采集的温度模拟信号并将所选的温度模拟信号传输到A/D模数转换模块。所述模拟开关切换模块可采用74HC4052D系列逻辑芯片，通过寻址方式选择一路或多路温度传感器模块采集的温度模拟信号进行处理。本技术采用74HC4052D系列逻辑芯片，通过芯片地址选择开关S0、S1，在三个逻辑芯片的配合下可同时选择一路或多路模拟信号送至MCU单片机处理模块进行处理。本技术所述通信模块还包括隔离RS485通信模块，所述隔离RS485通信模块采用高速光耦，所述隔离RS485通信模块与所述MCU单片机处理模块信号连接，所述隔离RS485通信模块用于将所述MCU单片机处理模块分析处理后的数据进行有线远距离传输。本技术同时采用隔离RS485通信方式，满足用户有线通信功能需求，通过使用高速光耦，达到总线与控制电路的电气隔离，使通信在严重的扰动和其他系统级噪声存在的情况下不间断、无差错，同时将高压阻挡在控制系统之外，可以有效的保证操作人员的人身及系统安全。本技术还包括显示装置，所述显示装置与所述MCU单片机处理模块信号连接，用于将所述MCU单片机处理模块分析处理后的数据实时显示。本技术采用IIC通信方式将测量温度数据实时显示在OLED显示屏中，便于用户实时监控。所述的A/D模数转换模块采用18位转换器，该18位转换器内部集成有可编程运算放大器，用于将微弱信号进行相应的放大处理。本技术所述的A/D模数转换模块，转换精度高，同时带有可编程运算放大器，当测量微弱信号时进行相应放大处理，确保选择出最佳幅度信号进行模数转换，使转换精度进一步提高。所述NB-IoT通信模块采用NB100通信模块，所述NB100通信模块采用模块USART串口协议实现所述MCU单片机处理模块与所述NB100通信模块的数据传输，所述NB100通信模块包括有射频天线，该射频天线用于将数据通过无线方式传送到网络。所述MCU单片机处理模块采用STM32单片机。该单片机支持USART、SPI、IIC等通信方式，有着众多输入输出引脚，STM32单片机接收A/D模数转换模块的数字信号进行分析、处理，以IIC通信方式显示在显示装置上，根据用户需求以USART通信方式，实现数据的远程传输。本技术相对于现有技术，取得的有益效果是：本技术通过多路Pt100铂电阻温度传感器采集周边环境温度，将采集到的模拟信号传输到A/D模数转换模块，转换为MCU单片机处理模块易于处理的数字信号，MCU单片机处理模块接收这些信号后经分析、处理、存储，将得到的信号显示在显示装置上，根据用户需求，可通过NB100通信模块或隔离RS485通信模块将数据发送至用户端，实现温度数据的无线或有线的远程传输。本技术将采集终端与物联网无线通信模块有机结合，可有效、准确地监控生产和生活中的温度参数，实现连接设备种类多，采集数据覆盖范围广，连接用户数量多，成本低廉，功耗低。本技术采用基于NB-IoT技术的NB100通信模块，信号覆盖范围广，比GPRS覆盖面积大100倍；大连接，单扇区支持5万个连接，比GPRS高50倍；低功耗，最低消耗5μA，如果每天发送一次200Byte报文，AA电池待机时间可达10年；低成本，目前主流物联网模块成本在20元左右；通过MCU单片机处理模块，可做到实时对温度传感器接收到的数据进行处理；NB100通信模块支持UDP/TCP协议的设备，例如WiFi模块、GPRS模块、4G模块、串口以太网模块、电脑、手机等等，数据收发质量可以得到保证。附图说明图1为本技术所述的基于NB-IoT技术的物联网温度采集终端的结构框图。具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本技术进行进一步详细说明。如图1所示，本技术实施例包括依次连接的温度传感器模块、模拟开关切换模块、A/D模数转换模块、MCU单片机处理模块、通信模块。所述温度传感器模块用于采集温度模拟信号；温度传感器模块支持多路传感器同时对温度进行采集；所述温度传感器模块采用Pt100铂电阻温度传感器。所述模拟开关切换模块的输入端与所述温度传感器模块信号连接，输出端与所述A/D模数转换模块信号连接，所述模拟开关切换模块用于选择一路或多路所述温度传感器模块采集的温度模拟信号并将所选的温度模拟信号传输到所述A/D模数转换模块；具体的，所述的模拟开关切换模块采用74HC4052D系列逻辑芯片，通过寻址方式选择一路或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB‑IoT技术的物联网温度采集终端，其特征在于：包括依次连接的温度传感器模块、A/D模数转换模块、MCU单片机处理模块和通信模块；所述温度传感器模块，用于采集温度模拟信号；所述A/D模数转换模块，用于将所述温度传感器模块采集的温度模拟信号转换成数字信号并将数字信号传送至所述MCU单片机处理模块；所述MCU单片机处理模块，用于将由所述A/D模数转换模块转换后的数字信号进行分析处理，并将处理后的信号传送至所述通信模块；所述通信模块，用于接收所述MCU单片机处理模块处理后的信号，并将MCU单片机处理模块分析处理后的数据进行远距离传输；所述通信模块包括NB‑IoT通信模块；所述温度传感器模块支持多路传感器同时对温度进行采集；还包括模拟开关切换模块，所述模拟开关切换模块的输入端与所述温度传感器模块信号连接，模拟开关切换模块的输出端与所述A/D模数转换模块信号连接，所述模拟开关切换模块用于选择一路或多路所述温度传感器模块采集的温度模拟信号并将所选的温度模拟信号传输到所述A/D模数转换模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT技术的物联网温度采集终端，其特征在于：包括依次连接的温度传感器模块、A/D模数转换模块、MCU单片机处理模块和通信模块；所述温度传感器模块，用于采集温度模拟信号；所述A/D模数转换模块，用于将所述温度传感器模块采集的温度模拟信号转换成数字信号并将数字信号传送至所述MCU单片机处理模块；所述MCU单片机处理模块，用于将由所述A/D模数转换模块转换后的数字信号进行分析处理，并将处理后的信号传送至所述通信模块；所述通信模块，用于接收所述MCU单片机处理模块处理后的信号，并将MCU单片机处理模块分析处理后的数据进行远距离传输；所述通信模块包括NB-IoT通信模块；所述温度传感器模块支持多路传感器同时对温度进行采集；还包括模拟开关切换模块，所述模拟开关切换模块的输入端与所述温度传感器模块信号连接，模拟开关切换模块的输出端与所述A/D模数转换模块信号连接，所述模拟开关切换模块用于选择一路或多路所述温度传感器模块采集的温度模拟信号并将所选的温度模拟信号传输到所述A/D模数转换模块。2.如权利要求1所述的一种基于NB-IoT技术的物联网温度采集终端，其特征在于：所述温度传感器模块可采用Pt100铂电阻温度传感器。3.如权利要求1或2所述的一种基于NB-IoT技术的物联网温度采集终端，其特征在于：所述的模拟开关切换模块可采用74HC4052D系列逻辑芯片，通过寻址方式选择一路或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗明明，詹顺川，黄双茂，杨永达，黄鹏程，
申请(专利权)人：厦门通测电子有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35