基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置制造方法及图纸

一种基于NB‑IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，包括漏水检测绳、NB‑IoT模块、电源管理模块和电子系统单元；其电子系统单元由信号调理电路模块、ADC模块、MCU模块、时钟电路模块、蜂鸣器模块、显示模块和指示灯模块构成；其工作方法包括初始化、信号采集及转换、电压比较及相应处理和结果显示、设备信息提取等；该发明专利技术结构简单容易实现及更换，且通过NB‑IoT模块无线通信方式，用户可远程监测；通过使漏水检测绳两端电压恒定，进行漏水量和漏水速度的判断，具有一定的创新性。

【技术实现步骤摘要】
基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置(一)
：本专利技术涉及漏水远程监测的物联网领域，尤其是一种基于NB-IoT(NarrowBandInternetofThing——窄带物联网)远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置。(二)
技术介绍
：水火无情，漏水情况的实时监测非常必要，常见的有机房和家庭漏水监测。家庭厨房和洗手间是漏水的高发区，空调的排水管长期受挤压而破裂漏水也是夏天常见漏水事故，尤其国家部分地区要求房屋开发商精装交房，精装质量参差不齐，存在较严重的漏水隐患，生活中因为精装交房产生的漏水纠纷，业主与开发商诉诸法律的情形时有发生。随着漏水检测绳成本的降低，在漏水监测区域布置漏水检测绳的作法，逐渐成为主流方案。漏水检测绳的检测芯是感应漏水的主要工作部分，漏水检测绳主要有两条并行缠绕的检测芯构成。在未发生水泄漏时，两条检测芯间呈绝缘状态，无电流；而当水滴泄漏至两条检测芯时，因水滴导电，在两条检测芯间产生微弱电流，两条检测芯间呈导电状态。通过搭建合理的电路，可提取出漏水检测绳中的电流变化信号，并将该变化信号传输至MCU(MicroControllerUnit微控制器单元)模块，MCU模块处理后，进行声光报警，并常采用485等有线通信方式经家庭中的中枢转发设备发送给用户。该方案存在以下两个不足，首先，采用485等有线通信方式，既带来施工的不便，又需要额外的中枢转发设备，系统结构复杂。其次，目前基于检测绳的漏水检测产品，尚无漏水量和漏水速度检测的功能，无法帮助用户远程实时掌握现场的漏水状况。(三)
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单、性能稳定、容易操作的且能够通过不间断检测漏水检测绳中电流变化的漏水检测装置。本专利技术的技术方案：一种基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，其特征在于它包括漏水检测绳、NB-IoT模块、电源管理模块和电子系统单元；其中，所述电子系统单元由信号调理电路模块、ADC(AnalogtoDigitalConverter，模数转换器)模块、MCU模块、时钟电路模块、蜂鸣器模块、显示模块和指示灯模块构成；所述电源管理模块与漏水检测绳、NB-IoT模块及MCU模块连接，为其提供工作电源；所述MCU模块的输入端分别与NB-IoT模块和时钟电路模块连接，其输出端分别连接蜂鸣器模块、显示模块和指示灯模块；所述MCU模块与NB-IoT模块以及ADC模块之间分别呈双向连接；所述信号调理电路模块的输入端与漏水检测绳连接，用于采集漏水检测绳中电流的变化数据，其输出端与ADC模块的输入端连接。所述信号调理电路模块是基于电流串联负反馈放大电路的结构，由电流串联负反馈放大电路、差分放大电路、调零放大电路I和量程调节放大电路I构成，其中，所述差分放大电路用于将差分信号变为单端输出信号，所述调零放大电路I用于在无漏水时该电路输出0电压；所述电流串联负反馈放大电路的输出两端分别连接差分放大器电路的差分输入端；所述差分放大电路的输出端连接调零放大电路I的输入端；所述调零放大电路I的输出端连接量程调节放大电路I的输入端；所述量程调节放大电路I的输出端与ADC模块的输入端连接。所述电流串联负反馈放大电路是由集成运放A1、漏水检测绳及负载RL组成；其中，所述集成运放A1的同相端与Vcc电源端连接；所述漏水检测绳的一端连接地，其另一端接集成运放A1的反相端，并同时连接负载RL的一端；所述负载RL的另一端与集成运放A1的输出端连接。所述差分放大电路是由集成运放A2、电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4组成；其中，所述集成运放A2的同相端与电阻R1的一端连接，并同时连接R3的一端；所述电阻R1的另一端与集成运放A1的输出端连接；所述电阻R3的另一端连接地；所述电阻R2的一端与集成运放A1的反相端连接，其另一端与集成运放A2的反相端连接，并同时连接电阻R4的一端；所述电阻R4的另一端与集成运放A2的输出端连接。所述调零放大电路I是由集成运放A3、集成运放A4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9及滑动变阻器Rp1组成；其中，所述集成运放A4的反相端与其输出端连接，其同相端与滑动变阻器Rp1的滑动端连接；所述滑动变阻器Rp1的一端连接地，其另一端连接电阻R9的一端；所述电阻R9的另一端连接Vcc电源端；所述集成运放A3的反相端与电阻R6的一端连接，并同时与电阻R8的一端连接；所述电阻R6的另一端与集成运放A4的输出端连接；所述电阻R8的另一端与集成运放A3的输出端连接；所述电阻R7的一端接地，其另一端与集成运放A3的同相端连接接，并同时连接电阻R5的一端；所述电阻R5的另一端与集成运放A2的输出端连接。所述量程调节放大电路I是由集成运放A5、电阻R10、电阻R11及滑动变阻器Rp2组成；其中，所述集成运放A5的同相端与电阻R10一端连接；所述电阻R10的另一端与集成运放A3的输出端连接；所述电阻R11的一端连接地，其另一端接集成运放A5的反相端，并同时连接滑动变阻器Rp2的一端；所述滑动变阻器Rp2的另一端与集成运放A5的输出端连接，并同时连接滑动变阻器Rp2的滑动端。所述信号调理电路模块是基于电压并联负反馈放大电路结构，它是由电压并联负反馈放大电路、调零放大电路II和量程调节放大电路II构成；所述电压并联负反馈放大电路的输入端与Vcc电源端连接，其输出端与调零放大电路II的输入端连接；所述量程调节放大电路II的输入端连接调零放大电路的输出端，其输出端与ADC模块的输入端连接。所述电压并联负反馈放大电路是由集成运放A6、漏水检测绳、电阻R1和电阻R2组成；其中，所述漏水检测绳的一端与Vcc电源端连接，其另一端连接集成运放A6的反相端；所述集成运放A6的同相端与电阻R2的一端；所述电阻R2的另一端接地；所述电阻R1连接集成运放A6的反相端和输出端之间。所述调零放大电路II是由集成运放A7、集成运放A8、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R9和滑动变阻器Rp3组成；其中，所述集成运放A7的反相端与其输出端连接，其同相端与滑动变阻器Rp3的滑动端连接；所述滑动变阻器Rp3的一端连接地，其另一端连接电阻R9的一端；所述电阻R9的另一端连接Vcc电源端；所述集成运放A8的反相端与电阻R5的一端连接，并同时与电阻R3的一端连接；所述电阻R5的另一端连接地；所述电阻R3的另一端与集成运放A6的输出端连接；所述电阻R4的一端与集成运放A7的输出端连接，其另一端与集成运放A8的同相端连接；所述电阻R6连接集成运放A8的同相端和输出端之间。所述量程调节放大电路II是由集成运放A9、电阻R7、电阻R8和滑动变阻器Rp4组成；其中，所述集成运放A9的同相端与电阻R7一端连接；所述电阻R7的另一端与集成运放A8的输出端连接；所述电阻R8的一端连接地，其另一端接集成运放A9的反相端，并同时连接滑动变阻器Rp4的一端；所述滑动变阻器Rp本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，其特征在于它包括漏水检测绳、NB-IoT模块、电源管理模块和电子系统单元；其中，所述电子系统单元由信号调理电路模块、ADC模块、MCU模块、时钟电路模块、蜂鸣器模块、显示模块和指示灯模块构成；所述电源管理模块与漏水检测绳、NB-IoT模块及MCU模块连接，为其提供工作电源；所述MCU模块的输入端分别与NB-IoT模块和时钟电路模块连接，其输出端分别连接蜂鸣器模块、显示模块和指示灯模块；所述MCU模块与NB-IoT模块以及ADC模块之间分别呈双向连接；所述信号调理电路模块的输入端与漏水检测绳连接，用于采集漏水检测绳中电流的变化数据，其输出端与ADC模块的输入端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，其特征在于它包括漏水检测绳、NB-IoT模块、电源管理模块和电子系统单元；其中，所述电子系统单元由信号调理电路模块、ADC模块、MCU模块、时钟电路模块、蜂鸣器模块、显示模块和指示灯模块构成；所述电源管理模块与漏水检测绳、NB-IoT模块及MCU模块连接，为其提供工作电源；所述MCU模块的输入端分别与NB-IoT模块和时钟电路模块连接，其输出端分别连接蜂鸣器模块、显示模块和指示灯模块；所述MCU模块与NB-IoT模块以及ADC模块之间分别呈双向连接；所述信号调理电路模块的输入端与漏水检测绳连接，用于采集漏水检测绳中电流的变化数据，其输出端与ADC模块的输入端连接。


2.根据权利要求1所述一种基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，其特征在于所述信号调理电路模块是基于电流串联负反馈放大电路的结构，由电流串联负反馈放大电路、差分放大电路、调零放大电路I和量程调节放大电路I构成，其中，所述差分放大电路用于将差分信号变为单端输出信号，所述调零放大电路I用于在无漏水时该电路输出0电压；所述电流串联负反馈放大电路的输出两端分别连接差分放大器电路的差分输入端；所述差分放大电路的输出端连接调零放大电路I的输入端；所述调零放大电路I的输出端连接量程调节放大电路I的输入端；所述量程调节放大电路I的输出端与ADC模块的输入端连接。


3.根据权利要求2所述一种基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，其特征在于所述电流串联负反馈放大电路是由集成运放A1、漏水检测绳及负载RL组成；其中，所述集成运放A1的同相端与Vcc电源端连接；所述漏水检测绳的一端连接地，其另一端接集成运放A1的反相端，并同时连接负载RL的一端；所述负载RL的另一端与集成运放A1的输出端连接。


4.根据权利要求2所述一种基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，其特征在于所述差分放大电路是由集成运放A2、电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4组成；其中，所述集成运放A2的同相端与电阻R1的一端连接，并同时连接R3的一端；所述电阻R1的另一端与集成运放A1的输出端连接；所述电阻R3的另一端连接地；所述电阻R2的一端与集成运放A1的反相端连接，其另一端与集成运放A2的反相端连接，并同时连接电阻R4的一端；所述电阻R4的另一端与集成运放A2的输出端连接；
所述调零放大电路I是由集成运放A3、集成运放A4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9及滑动变阻器Rp1组成；其中，所述集成运放A4的反相端与其输出端连接，其同相端与滑动变阻器Rp1的滑动端连接；所述滑动变阻器Rp1的一端连接地，其另一端连接电阻R9的一端；所述电阻R9的另一端连接Vcc电源端；所述集成运放A3的反相端与电阻R6的一端连接，并同时与电阻R8的一端连接；所述电阻R6的另一端与集成运放A4的输出端连接；所述电阻R8的另一端与集成运放A3的输出端连接；所述电阻R7的一端接地，其另一端与集成运放A3的同相端连接接，并同时连接电阻R5的一端；所述电阻R5的另一端与集成运放A2的输出端连接；
所述量程调节放大电路I是由集成运放A5、电阻R10、电阻R11及滑动变阻器Rp2组成；其中，所述集成运放A5的同相端与电阻R10一端连接；所述电阻R10的另一端与集成运放A3的输出端连接；所述电阻R11的一端连接地，其另一端接集成运放A5的反相端，并同时连接滑动变阻器Rp2的一端；所述滑动变阻器Rp2的另一端与集成运放A5的输出端连接，并同时连接滑动变阻器Rp2的滑动端。


5.根据权利要求1所述一种基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，其特征在于所述信号调理电路模块是基于电压并联负反馈放大电路结构，它是由电压并联负反馈放大电路、调零放大电路II和量程调节放大电路II构成；所述电压并联负反馈放大电路的输入端与Vcc电源端连接，其输出端与调零放大电路II的输入端连接；所述量程调节放大电路II的输入端连接调零放大电路的输出端，其输出端与ADC模块的输入端连接。


6.根据权利要求5所述一种基于NB-IoT远程监测的可检测漏水量和漏水速度的终端装置，其特征在于所述电压并联负反馈放大电路是由集成运放A6、漏水检测绳、电阻R1和电阻R2组成；其中，所述漏水检测绳的一端与Vcc电源端连接，其另一端连接集成运放A6的反相端；所述集成运放A6的同相端与电阻R2的一端；所述电阻R2的另一端接地；所述电阻R1连接集成运放A6的反相端和输出端之间。


7.根据权利要求5所述一种基于N...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫铭举，孙嘉旺，俞龙，李家太，张雪，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津;12