本實(shí)用新型涉及環(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)測裝置。

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(jìn)行檢測，進(jìn)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(jìn)而對糧倉內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測，在溫度較高時(shí)通過風(fēng)扇進(jìn)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)確率較比低，而且耗電量比較大。同時(shí)其無線傳感器需要額外攜帶電池進(jìn)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(jìn)行補(bǔ)充，因此導(dǎo)致能源上的損耗較快，又無法補(bǔ)充，從而使得監(jiān)測裝置電源耗盡失效。若是在一個(gè)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(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決準(zhǔn)確信號傳輸、降低能源損耗、保證通信信息安全和實(shí)時(shí)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)測裝置，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。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測裝置，包括兩個(gè)以上溫度監(jiān)測單元和一個(gè)窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點(diǎn)；

一個(gè)所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點(diǎn)電連接多個(gè)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(diǎn)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、存儲模塊電和溫度監(jiān)測模塊連接，所述控制模塊分別與窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊、存儲模塊電和溫度監(jiān)測模塊連接；

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(diǎn)的模塊和溫度監(jiān)測單元供電。

進(jìn)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(jìn)一步地，所述溫度監(jiān)測單元數(shù)量為四個(gè)以上。

進(jìn)一步地，所述存儲模塊為SRAM存儲模塊、DRAM存儲模塊或SDRAM 存儲模塊。

進(jìn)一步地，所述控制模塊為低功耗單片機(jī)。

進(jìn)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(diǎn)設(shè)置在監(jiān)測桿的一端。

進(jìn)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(diǎn)的相同端。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)測桿的桿身為中空結(jié)構(gòu)。

進(jìn)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。

進(jìn)一步地，所述DS18B20溫度傳感器與DS18B20溫度傳感器之間等間距設(shè)置。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)。本技術(shù)方案的基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測裝置，通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)(窄帶NB-IoT)技術(shù)進(jìn)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(diǎn)。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(shí)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(fèi)用低廉；其信息傳輸安全性較WiFi等無線通信技術(shù)更強(qiáng)，能防止公共信息的泄露。一個(gè)窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點(diǎn)連接多個(gè)溫度監(jiān)測單元可節(jié)約使用多個(gè)無線通信節(jié)點(diǎn)的成本。通過DS18B20溫度傳感器對糧倉內(nèi)的溫度進(jìn)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同深度糧食的溫度采集，以及多個(gè)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(shí)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(diǎn)每隔一定時(shí)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(shí)，窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點(diǎn)立即將信息傳給窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信基站，基站再信息傳給控制中心?？刂浦行臅l(fā)出報(bào)警信號，并控制離心風(fēng)機(jī)、排風(fēng)窗和空調(diào)進(jìn)行降溫處理，使得溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。同時(shí)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(shí)還可以為溫度監(jiān)測單元提供外置電源。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測裝置的剖視圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測裝置的局部視圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測裝置的電路原理模塊圖。

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(diǎn)；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(shí)施方式

為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。

請參閱圖1以及圖2，本實(shí)用新型提供一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測裝置，包括兩個(gè)以上溫度監(jiān)測單元10和一個(gè)窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點(diǎn)20；

所述一個(gè)窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點(diǎn)電連接多個(gè)溫度監(jiān)測單元，這里的多個(gè)溫度監(jiān)測單元即是前述的兩個(gè)以上的溫度監(jiān)測單元；如圖3所示，所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的模塊供電。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(shí)間頻度將這些信息保存在存儲器模塊或通過窄帶物聯(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(diǎn)的序列號和將臨時(shí)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。

本實(shí)用新型在應(yīng)用時(shí)，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30，基站再將信息傳給控制中心31，實(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)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(fèi)用低廉；其信息傳輸安全性較WiFi等無線通信技術(shù)更強(qiáng)，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(gè)以上。

所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊包括Quectel BC95芯片，所述Quectel BC95芯片用于信號處理和數(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(gè)或八個(gè)。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(shí)為監(jiān)測桿上各個(gè)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(jī)，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(diǎn)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(diǎn)的相同端。所述監(jiān)測桿的桿身為中空結(jié)構(gòu)103。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。所述DS18B20溫度傳感器與DS18B20溫度傳感器之間等間距設(shè)置。

在某個(gè)實(shí)施例中，基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測裝置是一個(gè)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(gè)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(shí)使用測溫電纜106進(jìn)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(jī)，而低功耗單片機(jī)的型號可以為52系列的單片機(jī)。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(gè)DS18B20溫度傳感器，而窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(shí)用性。同時(shí) 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(shí)間監(jiān)測上具有較大的優(yōu)勢，并且DS18B20溫度傳感器的借口為總線接口方式，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(jìn)行自動采集，而且會實(shí)時(shí)對糧倉內(nèi)的溫度進(jìn)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(shí)，會將該信號與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測到的溫度值低于設(shè)定的溫度值時(shí)，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?yàn)镈S18B20測溫傳感器在出廠時(shí)其序列號是唯一的，因此可以通過識別序列號了解到某個(gè)溫度信號來源與哪個(gè)DS18B20測溫傳感器，進(jìn)而通過事先的安裝DS18B20測溫傳感器時(shí)記錄的高度，得出任意一個(gè)DS18B20測溫傳感器的高度信息。

在每隔一定的時(shí)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(diǎn)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(gè)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(diǎn)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(diǎn)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(kuò)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(diǎn)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31。

當(dāng)檢測到的溫度超過設(shè)定的值時(shí)，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(diǎn)，窄帶物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊也會第一時(shí)間將該信號和該節(jié)點(diǎn)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(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)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(diǎn)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(jī)和控制窗口等，離心風(fēng)機(jī)會帶動糧倉內(nèi)的氣體流動，并通過控制窗口進(jìn)行氣體的更換，進(jìn)行散熱處理。同時(shí)空調(diào)可以調(diào)節(jié)糧倉的溫度，進(jìn)而對糧倉的環(huán)境溫度進(jìn)行控制降溫，進(jìn)而使得糧倉內(nèi)的溫度值低于設(shè)定值。因此對于整個(gè)基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)糧倉溫度監(jiān)測裝置，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控糧倉內(nèi)的溫度，在發(fā)生溫度超過設(shè)定值時(shí)能夠第一時(shí)間得到處理。由于使用窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，可以進(jìn)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(shí)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(jìn)而使得其連續(xù)監(jiān)測性能提高；用戶使用費(fèi)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(qiáng)，能有效地防止公共信息的泄露。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù)；“以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。

盡管已經(jīng)對上述各實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(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(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍之內(nèi)。