本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
在現(xiàn)有的糧倉溫度監(jiān)測控制系統(tǒng),使用溫度傳感器對糧倉內(nèi)的溫度進行檢測,進而將檢測的信號通過無線發(fā)送的方式傳輸給控制終端,進而對糧倉內(nèi)的溫度進行檢測,在溫度較高時通過風(fēng)扇進行降溫,保持糧倉內(nèi)的溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)。而現(xiàn)有使用的通信技術(shù)為Zigbee技術(shù)、GPRS和WiFi等無線通信技術(shù),這樣的通信技術(shù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率比較低,而且耗電量比較大。同時其無線傳感器需要額外攜帶電池進行供電,糧倉是存放在室內(nèi)的,因此在蓄電上面無法通過太陽光照進行補充,因此導(dǎo)致能源上的損耗較快,又無法補充,從而使得監(jiān)測裝置電源耗盡失效。若是在一個中、大型儲糧基地中,頻繁地更換電池使得工作量較大、成本提高。GPRS無線通信技術(shù)通信使用成本高。糧庫作為國家戰(zhàn)略安全設(shè)施信息安全很重要,而WiFi等技術(shù)信息安全性不高,對糧庫信息安全要求難以保證。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決準(zhǔn)確信號傳輸、降低能源損耗、保證通信信息安全和實時監(jiān)控管理的技術(shù)問題,在于提供一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)和方法,解決糧倉監(jiān)控設(shè)備的無線傳輸范圍小,以及監(jiān)控裝置內(nèi)置電源使用壽命短、信息安全要求難保證的問題。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng),包括兩個以上溫度監(jiān)測單元和一個窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點;
一個所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點電連接多個所述溫度監(jiān)測單元;所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點包括控制模塊、電源管理模塊、窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊和存儲模塊,所述電源管理模塊分別與控制模塊、窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊和存儲模塊電連接,所述控制模塊分別與窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊和存儲模塊電連接;
所述電源管理模塊用于控制電源的輸出電壓并為窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的模塊和溫度監(jiān)測單元供電,所述溫度監(jiān)測單元自動采集糧倉中的溫度,并將信息以數(shù)字信號的形式發(fā)送到控制器模塊,控制器模塊根據(jù)設(shè)定的閾值或時間頻度將這些信息保存在存儲器模塊,或者通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊將信息傳給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,所述存儲器模塊保存無線通信節(jié)點的序列號和將臨時的溫度值和溫度監(jiān)測單元的序列號所轉(zhuǎn)換的高度位置信息合成的溫度信息。
進一步地,所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊使用窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),其結(jié)構(gòu)包括Quectel BC95芯片,所述Quectel BC95芯片用于處理信號和數(shù)據(jù)傳輸。
進一步地,還包括監(jiān)測桿,所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點設(shè)置在監(jiān)測桿的一端。
進一步地,所述監(jiān)測桿的一端設(shè)置有把手,所述把手設(shè)置在與窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的相同端。
進一步地,所述溫度監(jiān)測單元數(shù)量為四個以上。
進一步地,所述溫度監(jiān)測單元為DS18B20溫度傳感器,所述DS18B20溫度傳感器設(shè)置在監(jiān)測桿的桿身,DS18B20溫度傳感器與DS18B20溫度傳感器之間等間距設(shè)置。
本發(fā)明還提供了一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測方法,包括以下步驟:
兩個以上溫度監(jiān)測單元檢測不同高度位置的溫度;
控制模塊讀取每個溫度監(jiān)測單元的溫度值;
控制模塊將某一個讀取的溫度值與預(yù)設(shè)的第一溫度閾值進行比較,判斷讀取的溫度值是否大于預(yù)設(shè)的第一溫度閾值,若是,則將前讀取的溫度值與第二溫度閾值進行比較,判斷讀取的溫度值是否大于預(yù)設(shè)的第二溫度閾值,若是,則發(fā)送當(dāng)前讀取的溫度值給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,并控制所述報警模塊響應(yīng)報警;若否,則發(fā)送當(dāng)前讀取的溫度值給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站;若否,則將讀取的該溫度值存儲至存儲模塊,并讀取下一個預(yù)設(shè)的第一溫度值與預(yù)設(shè)的溫度閾值進行比較,重復(fù)以上步驟循環(huán)讀取。
進一步地,所述步驟“將讀取的該溫度值存儲至存儲模塊”包括:以預(yù)設(shè)時間頻度讀取每個溫度監(jiān)測單元的溫度值,并計算當(dāng)前采樣周期內(nèi)存儲模塊所有溫度值的平均值,并將所述平均值發(fā)送給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站;
還包括以下步驟:
判斷控制模塊是否達到預(yù)設(shè)的時間頻度,若是,則以預(yù)設(shè)時間頻度讀取每個溫度監(jiān)測單元的溫度值,并計算當(dāng)前采樣周期內(nèi)存儲模塊所有溫度值的平均值,并將所述平均值發(fā)送給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站;若否,則重復(fù)上述步驟直至控制模塊達到預(yù)設(shè)的時間頻度。
進一步地,所述步驟“發(fā)送當(dāng)前讀取的溫度值給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,并控制所述報警模塊響應(yīng)報警”還包括:
發(fā)送該溫度值對應(yīng)的監(jiān)測桿的序列號至窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,所述溫度值對應(yīng)的監(jiān)測桿為檢測出該溫度值的溫度監(jiān)測單元所在的監(jiān)測桿。
進一步地,所述步驟“控制模塊讀取每個溫度監(jiān)測單元的溫度值”還包括:
控制模塊讀取每個溫度監(jiān)測單元的序列號信息,同時將序列號信息設(shè)置成該溫度監(jiān)測單元所處的高度位置信息,并將高度位置信息和溫度值合成為溫度信息。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點:區(qū)別于現(xiàn)有的糧倉溫度監(jiān)控裝置的能源損耗大,以及信號傳輸不穩(wěn)定等缺點。本技術(shù)方案的基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)和方法,通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)(窄帶NB-IoT)技術(shù)進行信號的管理、存儲和傳輸,其效果具有低數(shù)據(jù)速率傳輸、大規(guī)模終端數(shù)目的管理和大范圍信號覆蓋等優(yōu)點。窄帶NB-IoT其信號覆蓋性能好,能高效傳輸數(shù)據(jù);其上行增益高于其他現(xiàn)有技術(shù)的無線通信技術(shù);能耗相較其他現(xiàn)有技術(shù)的無線通信技術(shù)要小得多,其電池壽命大于10年;讀數(shù)時間小于1秒,授權(quán)頻譜,服務(wù)質(zhì)量可保證,傳輸距離大于10公里;用戶使用費用低廉;其信息傳輸安全性較WiFi等無線通信技術(shù)更強,能防止公共信息的泄露。一個窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點連接多個溫度監(jiān)測單元可節(jié)約使用多個無線通信節(jié)點的成本。通過DS18B20溫度傳感器對糧倉內(nèi)的溫度進行自動采集,而其DS18B20溫度傳感器等間距分布在監(jiān)測桿上,進而實現(xiàn)不同深度糧食的溫度采集,以及多個監(jiān)測桿在糧倉中的均勻分布,使得溫度的采集更加準(zhǔn)確。同時設(shè)定糧倉的溫度值,低于設(shè)定的溫度值窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點每隔一定時間就會傳輸一次溫度信息和序列號給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,基站再將信息傳給控制中心。當(dāng)溫度值超過設(shè)定的值時,窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點立即將信息傳給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,基站再將信息傳給控制中心??刂浦行臅l(fā)出報警信號,并控制離心風(fēng)機、排風(fēng)窗和空調(diào)進行降溫處理,使得溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。同時通過電源管理模塊可以合理的控制并輸送電源,保證合理使用電池電源,不用連接市電,提高了其移動性能,同時還可以為溫度監(jiān)測單元提供外置電源。
附圖說明
圖1為本發(fā)明基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)的剖視圖;
圖2為本發(fā)明基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)的局部視圖;
圖3為本發(fā)明基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測方法的流程圖;
圖4為本發(fā)明基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)的電路原理模塊圖。
附圖標(biāo)記說明:
10、溫度監(jiān)測單元;101、監(jiān)測桿;102、把手;103、中空結(jié)構(gòu);
105、監(jiān)測桿的桿身;106、測溫電纜;
20、窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點;201、控制模塊;202、電源管理模塊;
203、窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊;204、存儲模塊;
30、窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站;31、控制中心。
具體實施方式
為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果,以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。
請參閱圖1、圖2以及圖4,本發(fā)明提供一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng),包括兩個以上溫度監(jiān)測單元10和一個窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點20;
一個所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點電連接多個所述溫度監(jiān)測單元,這里的多個溫度監(jiān)測單元即是前述的兩個以上的溫度監(jiān)測單元;所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點包括控制模塊201、電源管理模塊202、窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊203和存儲模塊204,所述電源管理模塊分別與控制模塊、窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊和存儲模塊電連接,所述控制模塊分別與窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊和存儲模塊電連接;
所述電源管理模塊用于控制電源的輸出電壓并為窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的模塊和溫度監(jiān)測單元供電,所述溫度監(jiān)測單元自動采集糧倉中的溫度,并將信息以數(shù)字信號的形式發(fā)送到控制器模塊,控制器模塊根據(jù)設(shè)定的閾值或時間頻度將這些信息保存在存儲器模塊,或者通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊將信息傳給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站。所述存儲器模塊保存無線通信節(jié)點的序列號和將臨時的溫度值和溫度監(jiān)測單元的序列號所轉(zhuǎn)換的高度位置信息合成的溫度信息。
本技術(shù)方案在應(yīng)用時,溫度監(jiān)測單元可以獲取到的糧倉的溫度,控制模塊可以通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊將溫度發(fā)送給基站,基站再將信息傳給控制中心,實現(xiàn)溫度的發(fā)送和監(jiān)控。由于窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模塊都是低功耗模塊,這樣可以延長電池的使用壽命。而且窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模塊可以進行長距離無線數(shù)據(jù)傳輸,解決了無線傳輸范圍小的問題,同時能耗相較其他現(xiàn)有技術(shù)的無線通信技術(shù)要小得多,其電池壽命大于10年;讀數(shù)時間小于1秒,授權(quán)頻譜,服務(wù)質(zhì)量可保證,傳輸距離大于10公里;用戶使用費用低廉;其信息傳輸安全性較WiFi等無線通信技術(shù)更強,能防止公共信息的泄露。
其中,根據(jù)糧倉的管理規(guī)范,所述溫度監(jiān)測單元數(shù)量為四個以上。
所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊使用窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),其結(jié)構(gòu)包括Quectel BC95芯片,所述Quectel BC95芯片用于處理信號和數(shù)據(jù)傳輸。主要將信息傳給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站(NB-IoT基站),并接收NB-IoT基站傳來的命令。所述溫度監(jiān)測單元包括DS18B20芯片,數(shù)量為四個或八個。電源管理模塊包括HIP6301芯片,HIP6301芯片用于為控制器模塊、無線通信模塊和存儲器模塊供電,同時為監(jiān)測桿上各個DS18B20測溫傳感器提供+5V的外部供電。存儲模塊為SRAM存儲模塊、DRAM存儲模塊或SDRAM存儲模塊,用于存放溫度信息和序列號??刂颇K為AT89S52單片機,用于處理信號和控制。
還包括監(jiān)測桿101,所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點設(shè)置在監(jiān)測桿的一端。所述監(jiān)測桿的一端設(shè)置有把手102,所述把手設(shè)置在與窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的相同端。所述溫度監(jiān)測單元數(shù)量為四個以上,所述溫度監(jiān)測單元為DS18B20溫度傳感器,所述DS18B20溫度傳感器設(shè)置在監(jiān)測桿的桿身105,DS18B20溫度傳感器與DS18B20溫度傳感器之間等間距設(shè)置。
在某個實施例中,基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)是一個用來監(jiān)控并調(diào)節(jié)糧倉內(nèi)的溫度的裝置。在糧倉內(nèi)均勻的布置監(jiān)測桿,使得糧倉內(nèi)的每個地方都可以被監(jiān)測到。在監(jiān)測桿上等間距的設(shè)置有DS18B20溫度傳感器,DS18B20溫度傳感器與DS18B20溫度傳感器之間的距離可以為兩米。同時使用測溫電纜106進行連接,而測溫電纜是由電源線、接地線和信號線塑封組成。因此在將監(jiān)測桿上的DS18B20溫度傳感器都依次電連接起來,最后與窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點電連接。因此電源管理模塊使用HIP6301芯片,而HIP6301芯片可以對電能的變化、分配和檢測等和對后級電路進行功率輸出。也就是合理轉(zhuǎn)化、管理、分配、控制輸入和控制輸出等處理,進而為控制模塊、窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊、存儲模塊和溫度監(jiān)測單元的持續(xù)供電提供了保障。對于控制模塊是低功耗單片機,而低功耗單片機的型號可以為52系列的單片機。對于存儲模塊可以是SRAM存儲模塊、DRAM存儲模塊和SDRAM存儲模塊等。由于監(jiān)測桿的桿身為空心結(jié)構(gòu),因此測溫電纜可以沿空心結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁布置連接各個DS18B20溫度傳感器,而窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點設(shè)置在監(jiān)測桿的把手內(nèi),因此測溫纜線可以在空心結(jié)構(gòu)內(nèi)與窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點電連接。并且通過把手便于抓取監(jiān)測桿,在使用上更具有實用性。同時DS18B20溫度傳感器是采用外部供電方式,因此其使用壽命和長時間監(jiān)測上具有較大的優(yōu)勢,并且DS18B20溫度傳感器的接口為總線接口方式,因此與其它模塊或設(shè)備連接較為便利。
因此通過DS18B20溫度傳感器可以對糧倉內(nèi)的溫度進行自動采集,而且會實時對糧倉內(nèi)的溫度進行感知。在DS18B20溫度傳感器會將檢測到的溫度,轉(zhuǎn)變成電信號傳輸給控制模塊,控制模塊接收到該電信號時,會將該信號與設(shè)定的溫度值進行比較,當(dāng)檢測到的溫度值低于設(shè)定的溫度值時,控制模塊會將該溫度值和DS18B20測溫傳感器所在的高度位置信息一起存儲到存儲模塊中。因為DS18B20測溫傳感器在出廠時其序列號是唯一的,因此可以通過識別序列號了解到某個溫度信號來源為哪個DS18B20測溫傳感器,進而通過事先的安裝DS18B20測溫傳感器時記錄的高度,得出任意一個DS18B20測溫傳感器的高度信息。
在每隔一定的時間,控制模塊就會讀取存儲在存儲模塊內(nèi)的信息,以及該窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的序列號信息,并將溫度信息和存儲于存儲模塊的最后十個溫度信息相比較,并取其平均值將信號輸出,該窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊會將溫度平均值的信號和窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的序列號無線傳輸給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站30。對于窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊使用的是Quectel BC95芯片,Quectel BC95芯片的頻段為B8(900MHz)、封裝LCC、管腳數(shù)量94、供電電壓3.0~4.2V、典型值3.8V、工作溫度在-40℃~+85℃、AT指令控制3GPP TR 45.820和其它AT擴展指令等等工作指標(biāo)。在數(shù)據(jù)傳輸上具有100bps<bit rate<100kbps(TBC)的速度;而其協(xié)議棧為NB-M2M(3GPP-TR-45.820)and NB-IOT protocols。Quectel BC95芯片用于和溫度監(jiān)測單元電連,并將處理后的溫度監(jiān)測單元傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)和窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的序列號信息傳輸?shù)交?。窄帶物?lián)網(wǎng)無線通信模塊主要功能是將信息傳給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,并接收窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站傳來的命令。窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站會將這些信息發(fā)送給控制中心。
當(dāng)檢測到的溫度超過設(shè)定的值時,控制模塊會將該信號直接傳輸給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點,窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊也會第一時間將該信號和該節(jié)點的序列號發(fā)送到窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,最后被控制中心接收。
在控制中心接收到該信號后,會第一時間內(nèi)發(fā)出警報或者提示,并且發(fā)送控制信號到該窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點所在糧倉的通風(fēng)設(shè)備。通風(fēng)設(shè)備具有空調(diào)、離心風(fēng)機和控制窗口等,離心風(fēng)機會帶動糧倉內(nèi)的氣體流動,并通過控制窗口進行氣體的更換,進行散熱處理。同時空調(diào)可以調(diào)節(jié)糧倉的溫度,進而對糧倉的環(huán)境溫度進行控制降溫,進而使得糧倉內(nèi)的溫度值低于設(shè)定值。因此對于整個基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng),可以實時監(jiān)控糧倉內(nèi)的溫度,在發(fā)生溫度超過設(shè)定值時能夠第一時間得到處理。由于使用窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模塊,可以進行長距離無線數(shù)據(jù)傳輸,解決了無線傳輸范圍小的問題,同時能耗相較其他現(xiàn)有技術(shù)的無線通信技術(shù)要小得多,使得設(shè)備或者裝置的使用壽命大大增加,進而使得其連續(xù)監(jiān)測性能提高;用戶使用費用低廉使得監(jiān)控的成本極大降低。其信息傳輸安全性較WiFi等無線通信技術(shù)更強,能有效地防止公共信息的泄露。
本發(fā)明還提供一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測方法,該方法是應(yīng)用與基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)中,包括以下步驟:
兩個以上溫度監(jiān)測單元檢測不同高度位置的溫度;
控制模塊讀取每個溫度監(jiān)測單元的溫度值;
控制模塊將某一個讀取的溫度值與預(yù)設(shè)的第一溫度閾值進行比較,判斷讀取的溫度值是否大于預(yù)設(shè)的第一溫度閾值,若是,則進入將前讀取的溫度值與第二溫度閾值進行比較,判斷讀取的溫度值是否大于預(yù)設(shè)的第二溫度閾值,若是,則進入發(fā)送當(dāng)前讀取的溫度值給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,并控制所述報警模塊響應(yīng)報警;若否,則進入發(fā)送當(dāng)前讀取的溫度值給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站;若否,則進入將讀取的該溫度值存儲至存儲模塊,并讀取下一個預(yù)設(shè)的第一溫度值與預(yù)設(shè)的溫度閾值進行比較,重復(fù)以上步驟循環(huán)讀取。
如圖3所示,在本技術(shù)方案中溫度監(jiān)測單元為DS18B20溫度傳感器,DS18B20溫度傳感器可以設(shè)置在一根監(jiān)測桿上,并且DS18B20溫度傳感器與DS18B20溫度傳感器之間等間距設(shè)置,該間距可以為兩米,控制模塊可以為52系列的單片機,例如:控制模塊為AT89S52單片機時,由于AT89S52單片機功耗量低,因此使得延長了電池的使用壽命。而且基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)在進入操作程序時,會從步驟S101初始化開始,單片機總線在起始時刻,發(fā)送一個低頻信號,釋放總線進入ready狀態(tài)。DS18B20傳感器在檢測到總線上升后,等待一個時延,接著發(fā)出信號,也就是步驟S102等待一個時延,之后會進入步驟S103判斷時延是否產(chǎn)生。若DS18B20傳感器在檢測到總線上升,則會有一個等待時延,進而發(fā)出信號;否則就返回到等待時延階段直至檢測到總線上升的時刻。再進入步驟S104兩個以上溫度監(jiān)測單元檢測不同高度位置的溫度,也就是通過監(jiān)測桿控制模塊可以得到不同高度的溫度值。通過步驟S105控制模塊讀取了每個溫度監(jiān)測單元的溫度值后,會進入步驟S106將該溫度值與第一溫度閾值進行比較,進而判斷出不同高度的DS18B20溫度傳感器的溫度值是否大于第一溫度閾值,若是,則進入步驟S107將該讀取的溫度值與第二溫度閾值進行比較,并判斷讀取的溫度值是否大于預(yù)設(shè)的第二溫度閾值,若是,則進入步驟S108發(fā)送當(dāng)前讀取的溫度值給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,并控制所述報警模塊響應(yīng)報警;報警模塊可以是揚聲器、蜂鳴器和顯示燈等。若否,則進入步驟S109發(fā)送該讀取的溫度值給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站;而該溫度值為異常的溫度值,該溫度值會經(jīng)由窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站發(fā)送給控制中心,并由控制中心的工作人員視情況而進行處理。若否,則進入步驟S1010將讀取的該溫度值存儲至存儲模塊,存儲模塊可以為SRAM存儲模塊、DRAM存儲模塊和SDRAM存儲模塊等。并且讀取下一個預(yù)設(shè)的第一溫度值與預(yù)設(shè)的溫度閾值進行比較,重復(fù)以上步驟S104~S1010循環(huán)讀取。而對于信息的無線發(fā)送則是通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊進行發(fā)送的,而對于窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊使用的是Quectel BC95芯片,Quectel BC95芯片的頻段為B8(900MHz)、封裝LCC、管腳數(shù)量94、供電電壓3.0~4.2V、典型值3.8V、工作溫度在-40℃~+85℃、AT指令控制3GPP TR 45.820和其它AT擴展指令等等工作指標(biāo)。在數(shù)據(jù)傳輸上具有100bps<bit rate<100kbps(TBC)的速度;而其協(xié)議棧為NB-M2M(3GPP-TR-45.820)and NB-IOT protocols。Quectel BC95芯片用于和溫度監(jiān)測單元電連,并將處理后的溫度監(jiān)測單元傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)和窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的序列號信息傳輸?shù)交?。窄帶物?lián)網(wǎng)無線通信模塊主要功能是將信息傳給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,并接收窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站傳來的命令。窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站會將這些信息發(fā)送給控制中心。
且本技術(shù)方案在應(yīng)用時,溫度監(jiān)測單元可以獲取到的糧倉的溫度,控制模塊可以通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊將溫度發(fā)送給基站,基站再將信息傳給控制中心,實現(xiàn)溫度的發(fā)送和監(jiān)控。由于窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模塊都是低功耗模塊,這樣可以延長電池的使用壽命。而且窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模塊可以進行長距離無線數(shù)據(jù)傳輸,解決了無線傳輸范圍小的問題,同時能耗相較其他現(xiàn)有技術(shù)的無線通信技術(shù)要小得多,其電池壽命大于10年;讀數(shù)時間小于1秒,授權(quán)頻譜,服務(wù)質(zhì)量可保證,傳輸距離大于10公里;用戶使用費用低廉;其信息傳輸安全性較WiFi等無線通信技術(shù)更強,能防止公共信息的泄露。
其中,根據(jù)糧倉的管理規(guī)范,所述溫度監(jiān)測單元數(shù)量為四個以上。
本技術(shù)方案中所述步驟S1010“將讀取的該溫度值存儲至存儲模塊”包括:以預(yù)設(shè)時間頻度讀取每個溫度監(jiān)測單元的溫度值,并計算當(dāng)前采樣周期內(nèi)存儲模塊所有溫度值的平均值,并將所述平均值發(fā)送給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站。
還包括以下步驟:
通過步驟S10101判斷控制模塊是否達到預(yù)設(shè)的時間頻度,若是,則進入步驟S1010以預(yù)設(shè)時間頻度讀取每個溫度監(jiān)測單元的溫度值,并計算當(dāng)前采樣周期內(nèi)存儲模塊所有溫度值的平均值,并將所述平均值發(fā)送給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站;若否,則進入步驟S102,并重復(fù)S102~S1010步驟直至控制模塊達到預(yù)設(shè)的時間頻度。也就是在每隔一定的時間,這個時間可以為十分鐘,控制模塊就會讀取存儲在存儲模塊內(nèi)的信息,以及該窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的序列號信息,并將溫度信息和存儲于存儲模塊的最后十個溫度信息相比較,并取其平均值將信號輸出,該窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊會將溫度平均值的信號和窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點的序列號無線傳輸給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站。
本技術(shù)方案在所述步驟S108“發(fā)送當(dāng)前讀取的溫度值給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,并控制所述報警模塊響應(yīng)報警”還包括:發(fā)送該溫度值對應(yīng)的監(jiān)測桿的序列號至窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,所述溫度值對應(yīng)的監(jiān)測桿為檢測出該溫度值的溫度監(jiān)測單元所在的監(jiān)測桿。在監(jiān)測桿上等間距的設(shè)置有DS18B20溫度傳感器,而每個監(jiān)測桿有對應(yīng)的序列號,也就是每個監(jiān)測桿上的窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點有唯一對應(yīng)的序列號,因此通過該序列號控制中心可以準(zhǔn)確的找到該監(jiān)測桿所在的糧倉和所在糧倉中的位置,使得在多個糧倉的監(jiān)控中便于控制中心內(nèi)的人員進行管理。
本技術(shù)方案中所述步驟S102“控制模塊讀取每個溫度監(jiān)測單元的溫度值”還包括:控制模塊讀取每個溫度監(jiān)測單元的序列號信息,同時將序列號信息設(shè)置成該溫度監(jiān)測單元所處的高度位置信息,并將高度位置信息和溫度值合成為溫度信息。因為DS18B20測溫傳感器在出廠時其序列號是唯一的,因此可以通過識別序列號了解到某個溫度信號來源與哪個DS18B20測溫傳感器,進而通過事先的安裝DS18B20測溫傳感器時記錄的高度,得出任意一個DS18B20測溫傳感器的高度信息。
當(dāng)檢測到的溫度超過設(shè)定的值時,控制模塊會將該信號直接傳輸給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點,窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊也會第一時間將該信號和該節(jié)點的序列號發(fā)送到窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站,最后被控制中心接收。在控制中心接收到該信號后,會第一時間內(nèi)發(fā)出警報或者提示,并且發(fā)送控制信號到該窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點所在糧倉的通風(fēng)設(shè)備。通風(fēng)設(shè)備具有空調(diào)、離心風(fēng)機和控制窗口等,離心風(fēng)機會帶動糧倉內(nèi)的氣體流動,并通過控制窗口進行氣體的更換,進行散熱處理。同時空調(diào)可以調(diào)節(jié)糧倉的溫度,進而對糧倉的環(huán)境溫度進行控制降溫,進而使得糧倉內(nèi)的溫度值低于設(shè)定值。因此對于整個基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng),可以實時監(jiān)控糧倉內(nèi)的溫度,在發(fā)生溫度超過設(shè)定值時能夠第一時間得到處理。由于使用窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模塊,可以進行長距離無線數(shù)據(jù)傳輸,解決了無線傳輸范圍小的問題,同時能耗相較其他現(xiàn)有技術(shù)的無線通信技術(shù)要小得多,使得設(shè)備或者裝置的使用壽命大大增加,進而使得其連續(xù)監(jiān)測性能提高;用戶使用費用低廉使得監(jiān)控的成本極大降低。其信息傳輸安全性較WiFi等無線通信技術(shù)更強,能有效地防止公共信息的泄露。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例,并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。