基于NB-IOT的物联网偏移报警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于NB‑IOT的物联网偏移报警系统，包括前端设备、物联网平台和客户端装置，所述前端设备包括ARM微处理器，用于监测倾斜角度的传感器，NB‑IOT通信模块，提供电源的充电装置；所述ARM微处理器分别控制用于监测倾斜角度的传感器、NB‑IOT通信模块，所述充电装置包括充电器，该充电器对该ARM微处理器提供电源；所述物联网平台设置在LINUX服务器上，所述前端设备通过该NB‑IOT通信模块将监测信息发送至所述LINUX服务器上；该服务器将信息发送至该客户端装置。本发明专利技术在于提供一种能够智能监测立杆倾斜角度，预警及时，安全可靠性强，使用方便一种基于NB‑IOT的物联网偏移报警系统。

【技术实现步骤摘要】
基于NB-IOT的物联网偏移报警系统
本专利技术涉及监测立杆偏移领域，尤其涉及一种基于NB-IOT的物联网偏移报警系统。
技术介绍
随着近年来我国城乡建设的快速发展，立杆遍布街道、乡村和住宅小区。但据不完全统计，近年来我国各地因恶劣天气等原因引发的立杆意外倾倒砸伤路人、车辆事件屡见不鲜，对人民的生命和财产安全够成了严重危害。目前，由于监控立杆因立杆高度、横臂长度、立杆环境复杂，杆件可能会有一定的倾倒隐患，急需一种能够监测立杆的倾斜程度，并能够根据设定阈值进行预警提示的装置或系统。中国专利申请号:201410141621.1，申请日：2014年04月10日，公开日：2014年07月02日，专利名称为：一种针对高危行道树的倾斜状态危险预警装置，本专利技术公开了一种针对高危行道树的倾斜状态危险预警装置。本装置体积轻巧且能方便固定于被测树木主干上，利用内置MEMS三轴加速度传感器对树木主干进行实时加速度数据采集，数据经微处理器转换后与预设角度阀值进行比较，判断是否触发被测树木倾斜状态危险警报，报警的方式分为GSM定向短信报警和现场声光报警。本专利技术对被测高危行道树主干倾斜状态进行实时监测，提前获知树干倾斜状态危险信号并及时告知市政园林养护部门和现场行人、车辆，从而有效地预防因行道树意外倾倒而引发的伤及路人、车辆事件。特别适用于城市公路、公园、住宅小区等广泛种植行道树的场所，且成本低、安装简便、可靠性高。上述专利文献虽然公开了一种针对高危行道树的倾斜状态危险预警装置，但是，该系统监测倾斜角度不够准确，预警系统不及时影响安全，该专利技术不能满足社会发展的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术在于提供一种能够智能监测立杆倾斜角度，预警及时，安全可靠性强，使用方便一种基于NB-IOT的物联网偏移报警系统。为了实现本专利技术目的，可以采取以下技术方案：一种基于NB-IOT的物联网偏移报警系统，包括包括前端设备、物联网平台和客户端装置，所述前端设备包括ARM微处理器，用于监测倾斜角度的传感器，用于通信的NB-IOT通信模块，提供电源的充电装置；所述ARM微处理器分别控制用于监测倾斜角度的传感器、NB-IOT通信模块，所述充电装置包括充电器，该充电器对该ARM微处理器提供电源；所述物联网平台设置在LINUX服务器上，所述前端设备通过该NB-IOT通信模块将监测信息发送至所述LINUX服务器上；所述传感器包括陀螺仪或加速度计或磁力计；所述LINUX服务器将监测信息发送至该客户端装置。所述ARM微处理器为型号是STM32L412K8T6。所述传感器为型号是MPU9250九轴传感器。所述传感器包括陀螺仪或加速度计或磁力计。所述传感器通过采集陀螺仪数据监测倾斜角度的姿态角值。所述姿态角值包括通过欧拉算法得出，该姿态角值包括角速度值，该角速度值通过进行积分得到角度[φam,θam,ψam]。所述传感器通过采集加速度计的加速度值和磁力计的磁力值相结合来监测倾斜角度的姿态角值。所述监测倾斜角度的姿态角值是通过如下公式得出：仰俯角：横滚角：φg＝tan-1(-ayb,-azb),φg∈(-π,π)；偏航角：ψg＝-tan-1(my,mx),ψg∈(-π,π)其中：mx＝mxbcosθ+mybsinθsinφ+mzbsinθcosφmy＝mybconφ-mxbsinθ为加速度计在载体坐标系下的测量值，为磁力计在载体坐标系下的测量值。所述采集加速度值和磁力值得出的姿态角通过该陀螺仪积分得到的角度值进行修正。所述修正是通过如下公式得出：φ＝φg+k(φam-φg)θ＝θg+k(θam-θg)ψ＝ψg+k(ψam-ψg)得到第一次姿态角[φ,θ,ψ]。所述得到的姿态角通过扩展卡尔曼滤波算法得出第二次姿态角。所述扩展卡尔曼滤波算法公式如下：所述传感器对采集的加速度值采用时域和频域混合积分的算法得出加速度值；采用低频衰减积分算法对该采集的加速度值进行一次积分得到速度值。所述积分得到的速度值采用多项式拟合积分算法对该速度值进行一次积分并拟合线性误差项得到位移信号。所述积分得到的速度值采用多项式拟合积分算法对该速度值进行一次积分并拟合线性误差项得到位移信号。所述频域积分控制函数公式如下：所述得到速度值的公式如下：所述得出位移信号通过如下公式得出：s(t)＝∫v(t)dt-p1t-p0；式中的系数如下：所述充电器包括太阳能板或锂电池。所述LINUX服务器包括MQTT服务器。所述LINUX服务器包括数据库，该数据库包括内存数据库或者SQL数据库。所述LINUX服务器包括设备监测模块或报警服务模块或远程升级模块。所述客户端装置包括WEB框架，该WEB框架包括Vue.js渐进式框架。所述客户端装置包括D3.js3D显示界面。所述客户端装置包括微信小程序或钉钉移动终端。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术基于NB-IOT的太阳能供电的倾斜报警装置，可安装在立杆顶端、立杆横臂、立杆上监测立杆的倾斜程度及位移，监测准确度高，安全可靠；2)本专利技术倾斜度传感器实时检测倾斜度信息并上传至物联网平台，设定报警阈值，检测倾斜度数值一旦超出设定值立即在平台预警，发现隐患并做进一步处理；本专利技术客户端可设置微信，钉钉，短信，电话通知运维人员及时处理安全隐患，在监控大屏上显示预警点位，双击可查看所监视物体的3D模型图及实时的角度或水平信息；3)本专利技术有灵敏度高、无需布线、安装简单、环保节能、远程报警等优点。附图说明图1为本专利技术实施例一种基于NB-IOT的物联网偏移报警系统的前端设备电路方框图；图2为本专利技术实施例一种基于NB-IOT的物联网偏移报警系统的系统方框图。具体实施方式下面结合附图及本专利技术的实施例对专利技术作进一步详细的说明。实施例1参看图1，图2，该一种基于NB-IOT的物联网偏移报警系统，包括前端设备6和物联网平台7，所述前端设备6包括ARM微处理器1，用于监测倾斜角度的传感器2，用于通信的NB-IOT通信模块4，提供电源的充电装置；所述ARM微处理器1分别控制用于监测倾斜角度的传感器2、NB-IOT通信模块4，所述充电装置包括充电器5，该充电器5对该ARM微处理器1提供电源；所述物联网平台7设置在LINUX服务器上，所述前端设备通过该NB-IOT通信模块4将监测信息发送至所述LINUX服务器上。优选地，所述ARM微处理器1为型号是STM32L412K8T6。优选地，所述传感器2为型号是MPU9250九轴传感器。进一步，优选地，所述传感器包括两个传感器，其中一个是传感器2，另一个是传感器3，该传感器3也是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB-IOT的物联网偏移报警系统，其特征在于：包括前端设备、物联网平台和客户端装置，所述前端设备包括ARM微处理器，用于监测倾斜角度的传感器，用于通信的NB-IOT通信模块，提供电源的充电装置；所述ARM微处理器分别控制用于监测倾斜角度的传感器、NB-IOT通信模块，所述充电装置包括充电器，该充电器对该ARM微处理器提供电源；/n所述物联网平台设置在LINUX服务器上，所述前端设备通过该NB-IOT通信模块将监测信息发送至所述LINUX服务器上；/n所述传感器包括陀螺仪或加速度计或磁力计；/n所述LINUX服务器将监测信息发送至该客户端装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IOT的物联网偏移报警系统，其特征在于：包括前端设备、物联网平台和客户端装置，所述前端设备包括ARM微处理器，用于监测倾斜角度的传感器，用于通信的NB-IOT通信模块，提供电源的充电装置；所述ARM微处理器分别控制用于监测倾斜角度的传感器、NB-IOT通信模块，所述充电装置包括充电器，该充电器对该ARM微处理器提供电源；
所述物联网平台设置在LINUX服务器上，所述前端设备通过该NB-IOT通信模块将监测信息发送至所述LINUX服务器上；
所述传感器包括陀螺仪或加速度计或磁力计；
所述LINUX服务器将监测信息发送至该客户端装置。


2.根据权利要求1所述基于NB-IOT的物联网偏移报警系统，其特征在于：所述传感器通过采集陀螺仪数据监测倾斜角度的姿态角值。


3.根据权利要求2所述基于NB-IOT的物联网偏移报警系统，其特征在于：所述姿态角值包括通过欧拉算法得出，该姿态角值包括角速度值，该角速度值通过进行积分得到角度[φam,θam,ψam]。


4.根据权利要求1所述基于NB-IOT的物联网偏移报警系统，其特征在于：所述传感器通过采集加速度计的加速度值和磁力计的磁力值相结合来监测倾斜角度的姿态角值。


5.根据权利要求4所述基于NB-IOT的物联网偏移报警系统，其特征在于：所述监测倾斜角度的姿态角值是通过如下公式得出：
仰俯角：



横滚角：
φg＝tan-1(-ayb,-azb),φg∈(-π,π)；
偏航角：
ψg＝-tan-1(my,mx),ψg∈(-π,π)
其中：
mx＝mxbcosθ+mybsinθsinφ+mzbsinθcosφ
my＝mybconφ-mxbsinθ

为加速度计在载体坐标系下的测量值，为磁力计在载体坐标系下的测量值。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵继海，杨春光，
申请(专利权)人：赵继海，
类型：发明
国别省市：山东;37