一种基于NB-IoT的温湿度与PM信息采集系统及设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于NB

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB
‑
IoT的温湿度与PM信息采集系统及设计方法


[0001]本专利技术涉及温湿度与PM信息采集领域，尤其涉及一种基于NB
‑
IoT的温湿度与PM信息采集系统及设计方法。

技术介绍

[0002]智能制造是工业4.0时代制造业的发展方向，为提高核心竞争力，江西泉新电气有限公司率先推动建设智能化玻璃绝缘子生产线。在玻璃绝缘子智能生产线升级过程中，对生产厂区环境信息的实时获取，能够间接的帮助企业提升产品良率。对仓储环境信息采集，能够实时监测其环境安全性。同时在智能家居，医疗器械，智能汽车等领域也有相当大的应用空间。
[0003]随着科技的进步，网络已经基本覆盖我们生活的每个角落。多方式，多方位，高速度的数据采集，海量数据实时分析技术也已经趋于成熟，并且相关技术已经得到了初步的应用。项目目的是实现生产线入网，将数据实时上传到云端，已经成为了非常可行的计划。但市面上的温湿度和PM环境数据采集设备，通常是分开进行采集的，功耗较高，有些场景不适合应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种基于NB
‑
IoT的温湿度与PM信息采集系统。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种基于NB
‑
IoT的温湿度与PM信息采集系统，其特征在于：包括核心控制板、传感器模块和基础电路，所述核心控制板通过基础电路与所述传感器模块连接，所述核心控制板包括NB
‑<br/>IoT通信模块、传感器数据接收模块和传感器启停模块，所述传感器数据接收模块和传感器启停模块分别通过温湿度接口电路和PM接口电路与所述传感器模块连接，所述传感器模块包括温湿度传感器和激光粉尘传感器，所述NB
‑
IoT通信模块是以BC26芯片为核心设计的功能拓展板，所述NB
‑
IoT通信模块内设置有2N7002型MOS管，所述NB
‑
IoT通信模块通过MOS管和RXD_DBG与TXD_DBG引脚与温湿度传感器连接，所述NB
‑
IoT通信模块通过MOS管和TXD与RXD引脚连接与激光粉尘传感器连接。
[0006]优选的，所述核心控制板上还设置有电源模块，所述基础电路还包括AC/220转DC/5V电源接口电路、5V转3.3V电路和开关电路，所述电源模块通过C/220转DC/5V电源接口电路与所述激光粉尘传感器连接，所述电源模块通过所述5V转3.3V电路与所述温湿度传感器连接。
[0007]优选的，所述方法包括“电路设计
‑
电路焊接
‑
软件编写”，具体为
[0008]a.硬件电路设计与制作：硬件电路采用Cadence Allegro软件进行设计，双层板设计方案，通过专业机构制作电路板，从器件商购买优质器件，进行手工焊接插件；
[0009]b.软件开发：通过sublime编写程序，通过GCC编译链实现程序编译，使用程序烧录
器将编译成功的.bin文件下载到所述NB
‑
IoT通信模块中的BC26中；软件部分主要分为双定时设置、串口回调、数据封装和数据上传代码编写；通过两个可编程IO控制传感器模块启停，在启动时间内，主要对数据进行提取、封装、上传至服务器；
[0010]c.系统调试与产品安装：在硬件电路和软件开发成功的基础上进行整体调试。
[0011]优选的，步骤c的调试基本内容为：
[0012]1)温湿度传感器：所述温湿度传感器分为两路和传感器启停电路连接，在定时时间内对引脚电平信号实现转换，能够开启和关闭温湿度传感器，并且通过所述NB
‑
IoT通信模块的RXD_DBG与TXD_DBG管脚分别通过串口电平转换电路与温湿度传感器的RX、TX引脚相连；
[0013]2)激光粉尘传感器：由于所述NB
‑
IoT通信模块的引脚高电平只能达到1.8V，故需连接2个中继器件对所述激光粉尘传感器实现控制供电，在供电期间，通过风扇实现空气对流，实现空气颗粒检测，并实时将数据通过传感器数据接收模块传输到所述NB
‑
IoT通信模块的BC26主控芯片中；
[0014]3)NB
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IoT通信模块：所述NB
‑
IoT通信模块是以BC26芯片为核心设计的功能拓展板，通过外围的端口实现对设备的控制，信息采集、通过所述NB
‑
IOT通信模块独特的SIM卡入网方式快速将数据上传到云服务器上，进行实时分析；通过RXD_DBG与TXD_DBG引脚与温湿度传感器实现数据交换，通过TXD与RXD实现与激光粉尘传感器实现数据交互；
[0015]4)电源模块：电源模块与AC/220V转DC/5V电源接口电路、5V转3.3V电路的适配器，通过拨动按键对系统供电进行控制，在系统中需要3.3V电压为温湿度传感器供电和提供参考电压，故需在所述5V转3.3V电路上设置有AMS1117
‑
3.3芯片作为核心设计电压转换电路，实现3.3V电源输出。
[0016]本专利技术有益效果：本专利技术采用价格低廉，所述步骤a中的硬件电路设计与制作中的NB
‑
IoT通信模块中采用性能稳定主控芯片，模块化设计使系统调试，使得检修更为方面快捷而且本专利技术结构简单、温湿度和PM信息能够同步采集、低功耗、能应用到大部分场景等优点。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0018]图1是本专利技术优选实施例整体流程图；
[0019]图2是本专利技术优选实施例电路原理图；
[0020]图3是本专利技术优选实施例内部架构图。
[0021]附图标注：
[0022]1‑
核心控制板2
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电源模块3
‑
NB
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IoT通信模块4
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传感器数据接收模块5
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传感器启停模块6
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AC/220转DC/5V电源接口电路7
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5V转3.3V电路8
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串口电平转换电路9
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NB
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IoT接口电路10
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温湿度接口电路11
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PM接口电路12
‑
传感器启停电路13
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传感器模块14
‑
温湿度传感器15
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激光粉尘传感器16
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开关电路。
具体实施方式
[0023]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NB
‑
IoT的温湿度与PM信息采集系统，其特征在于：包括核心控制板(1)、传感器模块(13)和基础电路，所述核心控制板(1)通过基础电路与所述传感器模块(13)连接，所述核心控制板(1)包括NB
‑
IoT通信模块(3)、传感器数据接收模块(4)和传感器启停模块(5)，所述传感器数据接收模块(4)和传感器启停模块(5)分别通过温湿度接口电路(10)和PM接口电路(11)与所述传感器模块(13)连接，所述传感器模块(13)包括温湿度传感器(14)和激光粉尘传感器(15)，所述NB
‑
IoT通信模块(3)是以BC26芯片为核心设计的功能拓展板，所述NB
‑
IoT通信模块(3)内设置有2N7002型MOS管，所述NB
‑
IoT通信模块(3)通过MOS管和RXD_DBG与TXD_DBG引脚与温湿度传感器(14)连接，所述NB
‑
IoT通信模块(3)通过所述MOS管和TXD与RXD引脚与激光粉尘传感器(15)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于NB
‑
IoT的温湿度与PM信息采集系统，其特征在于：所述核心控制板(1)上还设置有电源模块(2)，所述基础电路还包括AC/220转DC/5V电源接口电路(6)、5V转3.3V电路(7)和开关电路(16)，所述电源模块(2)通过DC/220转DC/5V电源接口电路(6)与所述激光粉尘传感器(15)连接，所述电源模块(2)通过所述5V转3.3V电路(7)与所述温湿度传感器(14)连接。3.一种如权利要求1或2所述的基于NB
‑
IoT的温湿度与PM信息采集系统的设计方法，其特征在于：所述方法包括“电路设计
‑
电路焊接
‑
软件编写”，具体为a.硬件电路设计与制作：硬件电路采用Cadence Allegro软件进行设计，双层板设计方案，通过专业机构制作电路板，从器件商购买优质器件，进行手工焊接插件；b.软件开发：通过sublime编写程序，通过GCC编译链实现程序编译，使用程序烧录器将编译成功的....

【专利技术属性】
技术研发人员：马腾飞，杨志勇，王俊杰，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：