基于NB-IoT无线通信的温度变送器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于NB

【技术实现步骤摘要】
基于NB-IoT无线通信的温度变送器


[0001]本技术涉及一种温度变送器，尤其涉及一种基于NB-IoT无线通信的温度变送器。

技术介绍

[0002]随着电子技术的不断发展，工业过程控制中对温度变送器的性能要求日益提高，目前市面上大多数温度变送器采用有线方式，尤其是智能温度变送器产品技术成熟，在保留了传统的4～20mA工业标准电信号的基础上，还具备了如HART、ProfiBus、FF等类型的现场总线通讯方式。但是有线方式不适合在恶劣的现场环境中使用，无线温度变送器可以弥补这个空缺，可以用在布线困难、较危险、腐蚀性较高等有线仪表不便使用的场合，在工业控制领域具有广阔的应用前景。温度变送器作为测控系统中一个常用单元，无线化具有重要意义。
[0003]然而，工厂现有系统通信体系完整，改变整体传输协议成本高、开发周期长，且不确定的信号干扰、网络延时等问题制约着无线温度变送器在工业现场的普及。较好的方案是只改变底层设备间的通信协议，上层管理设备保持不变，在重要测点仍使用有线温度变送器保证测量的实时性和准确性；在高腐蚀、高污染等场合中，使用无线温度变送器作为补充测量，使底层参数检测更加充分。
[0004]窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)作为物联网的重要分支，构建于蜂窝网络，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IoT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。因此研发基于NB-IoT技术的智能温度变送器可最大程度发挥无线传输的优势。

技术实现思路

[0005]本技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种基于NB-IoT无线通信的温度变送器，其中，包括：电子单元仓内安装有微处理器，所述微处理器上连接有NB-IoT无线通信模块、显示装置，NB-IoT无线通信模块包括：通信处理器、射频芯片、外围电路接口、无线收发天线；还包括：热电偶、热电阻通过AD转换器与所述微处理器连接。
[0007]如上所述的基于NB-IoT无线通信的温度变送器，其中，所述微处理器采用MSP430处理器，所述微处理器连接存储器。
[0008]如上所述的基于NB-IoT无线通信的温度变送器，其中，所述NB-IoT无线通信模块通过UART串行接口与所述微处理器通信。
[0009]如上所述的基于NB-IoT无线通信的温度变送器，其中，还包括电池模块，所述电池模块连接所述微处理器进行供电。
[0010]如上所述的基于无线通信的温度变送器，其中，所述无线收发天线安装在所述电子单元仓外。
[0011]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术采用NB-IoT无线通信模块实现：
[0012](1)统一的接口标准。无需面对多种总线的软硬件协议处理，使用统一的无线传输协议，可将数以千计的温度变送器集中，进行实时采集监测、数据接入、请求应答、系统维护。依靠网络运营商的通信保障能力，可获得持续稳定的数据传输服务。
[0013](2)便捷的现场实施。在不更换DCS控制系统等上层设备传输方式的基础上，特别适用于室外布置、离散布置、距离远、高腐蚀、难布线、移动设备温度测量等场景，节省电缆桥架和安装费用，即使增设新的无线测量点也不会带来预算的压力，企业预期的单个接连模块不超过5美元，更容易扩展和升级。
[0014](3)超强的接入能力。NB-IoT可通过基站直接上传至云端，部署优势明显，NB-IoT的一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构，可为物联网产品提供广阔的空间平台；在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于覆盖区域的能力提升了100倍；可实现远程维护，当用户需要升级时，经协商和授权后可远程对设备进行固件更新、维护等操作，可节省大量的人力和物力成本。
附图说明
[0015]图1是本技术基于无线通信的温度变送器的原理图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本技术做进一步描述：
[0017]图1是本技术基于无线通信的温度变送器的原理图，请参见图1，一种基于NB-IoT无线通信的温度变送器，其中，包括：电子单元仓内安装有微处理器1，微处理器1上连接有NB-IoT无线通信模块3、显示装置，NB-IoT无线通信模块3包括：通信处理器、射频芯片、外围电路接口、无线收发天线；还包括：热电偶、热电阻通过AD转换器2与微处理器1连接。
[0018]具体的，NB-IoT无线通信模块3是高性能、低功耗的NB-IoT无线通信模块3，模块内嵌丰富的网络服务协议栈，可提供完善的短信和数据传输服务，模块通过UDP协议与远端的云服务器进行数据通信，可实现测量数据、工作状态、健康状况等信息的定期推送。
[0019]进一步的，微处理器1采用MSP430处理器，微处理器1连接存储器。NB-IoT无线通信模块3通过异步串行方式和微处理器1及存储器连接。MSP430是16位的RISC低功耗微处理器1，具有主动模式和六个软件可选的低功耗操作模式，该处理器将温度信息通过UART串行接口发送至NB-IoT无线通信模块3。
[0020]具体的，热电阻或热电偶传感器及模数转换单元通过UART串行接口与MSP430处理器进行数据通信，热电阻或热电偶传感器及模数转换单元最主要的功能是将作用在传感器上的热电偶/热电阻信号转换为数字信号。
[0021]进一步的，NB-IoT无线通信模块3通过UART串行接口与微处理器1通信。
[0022]进一步的，还包括电池模块4，电池模块4连接微处理器1进行供电。
[0023]具体的，微处理器1还连接有LCD液晶显示器5。
[0024]进一步的，无线收发天线安装在电子单元仓外。
[0025]在本技术的实施过程中，接入NB-IoT网络的智能温度变送器，其传输的报文都包含MODBUS协议数据帧，即NB-IoT网络将完整的MODBUS协议报文封装在网络的通信协议应用层的报文部分，而物理层、MAC层、网络层采用NB-IoT协议网络标准。
[0026]以上详细描述了本技术的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员可以无需创造性劳动或者通过软件编程就可以根据本技术的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本
中技术人员依本技术的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT无线通信的温度变送器，其特征在于，包括：电子单元仓内安装有微处理器，所述微处理器上连接有NB-IoT无线通信模块、显示装置，NB-IoT无线通信模块包括：通信处理器、射频芯片、外围电路接口、无线收发天线；还包括：热电偶、热电阻通过AD转换器与所述微处理器连接；所述NB-IoT无线通信模块通过UART串行接口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶敏，宁亮，陈奎鑫，李乐，
申请(专利权)人：上海自动化仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：