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基于窄带物联网技术的电泵监控系统设计

更新时间：2019-12-19 06:22:52 大小：2M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网电泵监控系统 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

窄带物联网NB-IoT技术作为物联网领域一种新兴的网络通信技术,未来将会在工业制造领域有着巨大的应用价值.该文设计了一套基于NB-IoT技术的电泵监测管理系统,该系统利用M5310模块和多种传感器共同构成终端节点,实现电泵实时运行状况的信息采集.监测系统管理者及用户借助于PC电脑和移动手机访问后台服务器上的数据来实时查看数据,形成了一套智能监测管理系统,为NB-IoT物联网技术未来在机械行业的应用提供了技术参考.

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DOI：10．19557，j．cnki．1001-9944．2019．07．015

基于窄物网技的

控系

丁

1，刘成2，穆

(1．无太湖学院机工程学院，无 214000；2．中科技大学机械科学与工程学院，武 430074)

摘要：窄

物

网NB．10T技

作

物

网

域一种新的网通信技，未来将会在工

了一套基于NB— loT技管理系

利用M5310模和多种感器共同构成点．运行状况的信息采

管理者及用借助于PC 和移手机后台服器上的数据来

NB— loT物网技未来在机械行的用提供

制造域有着巨大的用价

。

文

的

，

系

端

集。

系

看数据，形成了一套智能

了技参考。

管理系

．

关

中

：窄

物

网；

；

；数据采集；感器；

端

分

号：TP29

文献志：B

文章号：1001— 9944(2019)07．0065．04

of Electric

Based on NB-loT

Design

DING

Pump Monitoring System

Technology

Shao-shuai2

Jin· fen91，LIU Chen92，MU

of Mechanical and Electrical

Taihu

of Mechani-

14000，China；2．School

(1．School

cal

Engineering，Wuxi

University，Wuxi

Science

of Science and

and

Technology，Wuhan 430074，China)

Engineering，Huazhong University

new network communication

in the field of internet of

will have

and

pump monitoring

Abstract：As

great

technology

things，NB-loT technology

value in the

industrial

in the future．A set of electric

field

manufacturing

application

based

NB-loT

designed

in this

uses M53 10 module and

paper．The system

management system

technology

kinds of sensors to form terminal node to realize the real· time

information collection of electric

pump．

many

The

operation

and mobile to access the data on the back·

phone

and user of the

use PC

manager

monitoring system

computer

server to view the data in real time and form

set of

and

management system．The

ground

intelligent monitoring

of the

shows that it has

and

technical reference for

in the future．

application

the

enterprise

good stability

reliability，which provides

and

the NB-loT internet of

in the

machinery industry

technology

application

development

things

band internet of

words：narrow

Key

pump；data acquisition；sensor；termina

things(NB-loT)；monitoring；electric

用于核站、航天火箭射前燃料加注等地方

的屏蔽由于其工作境特殊．取消了密封

构的部件、壳和机的外壳用

密封接，屏蔽的安全控是必要做的

内容已

完成。

，

机

网

法

NB．IoT指窄

物网技，是新的物网无

工作。因此，

于

数量多、数据

一个好的

距离

通信技 ⋯ 。相比于ZigBee、WiFi、牙、Z-wave等

的情况下。需要

管理系

只能

数据的短距离

的通信技．其具有以

，

的

管理提供方便。文章所提

下特点【2I：

收稿日期：2019— 04— 15：修日期：2019一05一17

作者介：丁

入式系

(1976一)，男，博士，副教授，研究方向数字化智能制造；刘成(1994一)，男，士研究生，研究方向

用；穆 (1993一)，男，士研究生，研究方向网技研究。

嵌

物

自

化与表2019,34(7、

田

万方数据

低功耗NB．IoT采用PSM和eDRX技，睡眠

将

的

状

信息送到信NB．IoT基站，

NB．IoT基站将数据上程loT网器平台。

第三平台。后台服器通 Internet网

接收采集的数据，服器是IoT数据的最

至

服

模式状下。端仍旧注册在网但信令不可达，以

达到省的目的。

大容量 NB．10T的接人能力是有无

的50～100倍，一个扇区可接入10万个

技

聚

点．并将数据保存在数据中，是

能控制核心。

系

的智

，

能力

。

覆盖广NB．IoT相于GSM通信提高20

第四

移

端

。可搭建控平台，

取的数据信息，

后台服器从

信

增益．相当于覆盖量增加100倍。具有更高的穿透

息

源行整合与共享后以Web 示或手机APP，

能力，可覆盖到

通

不能到达的偏和人

迹罕至的区域。降低了

部署要求。

管理系的信息采集点

提高了信息可化与可操作性。

2．1

端系

系

端的

架构如 2所示，控制器

Cortex．M3 STM32F103C8T6

低成本NB— IoT可利用有的GSM 段，部

署于GSM、LTE基站上，无需重新建网。

网关采用嵌入式ARM

芯片，利用主控板、

、板

流型感器、

2016年新型的NB— loT被国

准

3GPP

无

据

通信、SIM卡等模

。

行

、采集、控制和数

最

确定

物

网空中接口方案。据相关数据[3]，在

2020年，接入互网的

的比例将达到64％。

中

用物网通信技

2系

体方案

本系采用模化、构化

架构，由端、、平台、移

成，体架构如 1所示。

，遵循物

网

端

分

I移

端卜一一一一一一

端系

架构

管理、定位、

府

achitectu

Terminal

Fig．2

system design

l_1l-．．平_{．．．．．．．}台_{．．．．．．．．．．．．．．}卜_{．．．．．√}-一一一一一一

源模

主控制板和NB— IoT通信模等部

，数据采集模完成数据采

数据、服

器

件提供定的工作

集．RS485通完成不同控制板之数据

GPIO模是通用I／0模，是微控制器与外

。

[三曰一一一一一

NB IoTl陬]

行信息交的接口。无

。

通

模完成数据

程

【皇

竺卜一一一一一一一一j广一一{F一一之一·

2．1．1 端数据采集模

嵌人式H火、●■一●— 一●■一

■■■

i囊1

嵌磊

M53l()模

i夏】

；囊，

数据采集模用来将感器采集到的温度、

系

整体架构

、

流、力信息通 RS485

的MCU．MCU微理器借助程序

网关采集到的数据理，上

据存到数据。当采集的

片机控制

．数据采集板路原理

2．1．2 源管理及路模

路的定是系正常工作的基

路中的AMSlll7．3．3是一种

到主控制板上

Overall architecture of the

system

Fig．1

monitoring

[51，将嵌入式

服

器并把数

或温度等信息超

示灯亮，并同

3所示。

第一

端

。

的运行数据由多种

将采集的

微控制器，嵌入式网关

感器采集完成。之后采用RS485

置

，

警

控

运行状数据

接

制

如

收到的数据行算法理并

数据

行

，

控，

控制

如果

智能

某些运行数据超安全

源

。

4所

行制

理141。

示

出

3．3

第二

。嵌入式网关通 NB．IoT模

Automation＆Instrumentation

2019,34(乃

万方数据

3数据采集板原理

Schematic

of the data

diagram

board

acquisition

Fig．3

的正向低

端的源管理161，在本

及其复位路等供中C，、c4是

用来抑制自激振，C。、c2是出入

降

器，适用于小型算机系接口

主控制板的MCU

路，

路。用来

端接一个

二极管来保

路。

中

。

出波

州≮

。者}}誓

波

一自一叭

露

Ⅶ磊

— 一

1100

定

人

。一般

倒置。

置

入端容大于出端。可

，耐J

避免断

+5V

GND

瓦— 瓦

NB-IoT模

路原理

GND

r‰

NB· loT module circuit

principle

Fig．5

帮

2．1．3

NB．IoT广域物

模

中NB．IoT模

，采用

本

用的是中国移

的

GND

M5310模

海思Hi2110平台。内嵌

。工作 band8。

入3．1 V一4．2

V。有开关机接口、UART接口、

eSIM技，支持OneNET

段

4主

源

路原理

diagram

Schematic

Fig．4

the main

circuit

power supply

USIM接口、ADC接El。支持IPv4、CoAP和UDP等

5所示路中的MIC29302BU芯片成的

路主要 M5310模。MIC29302集成

的最大可以是26 V。出端可控制

工作

通

，在睡眠模式下具有超低功耗。片机可

串口使用AT-Command 。在PsM工作模式

供

芯片

入

下功耗

3．5斗A。

V一25

在1．25

V范内，出端最大流3 A。

入端采用5 V供容C叭C。。用来保

阻尺16、尺。，用来配置

M5310模的功能是从微理器取采集到

运行状况数据后将其到运商基站，通

基站入运商核心网。数据通核心网到

本

中

，

的

断

，

出

，

出

自

化与表2019,34(7、

囫

万方数据

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