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基于NB-IOT的采集终端与云监控平台的研究与设计

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基于NB-IoT的采集终端与云监控平台的研究与设计

作者：雷新华桂林电子科技大学

学位级别：硕士

随着第五代移动通信技术的到来,快速发展的物联网技术逐步深入应用于生活中,远程数据监控平台的研究和应用成为物联网领域的热点。然而应用于无人无源场景的数据监控平台面临着数据采集终端功耗大、多设备数据管理不全面的问题,因此设... 详细信息

随着第五代移动通信技术的到来,快速发展的物联网技术逐步深入应用于生活中,远程数据监控平台的研究和应用成为物联网领域的热点。然而应用于无人无源场景的数据监控平台面临着数据采集终端功耗大、多设备数据管理不全面的问题,因此设计一种功耗低、便于管理的数据监控平台具有一定的现实意义。本课题通过对关键器件选型降低了硬件功耗、对基于DPM算法设计降低了终端运行功耗以及通过对云平台的开发方便了对终端采集数据的管理,主要研究内容如下:1、对采集终端的现状进行了详细调研,分析了WiFi、ZigBee、NB-IOT、LoRa和蓝牙等几种主流物联网通信技术发展现状及应用领域,得出结论:NB-IOT网络有着功耗低、接入量广、网络覆盖广、速率低的特点,满足本设计的要求。2、分析了采集终端的功耗组成,得出一些可降低功耗的方法。通过对主流微功耗处理器和通信模块性能的分析比较,选择合适的器件,完成了各个模块的原理分析和电路设计,主要包括电源模块、低功耗STM32L431控制器模块、传感器模块、BC95-G通信模块的设计。对该终端进行测试,结果表明减少非必要器件、选用低功耗元器件、降低供电电压和减小静态电流可降低功耗。3、设计并实现了低功耗采集终端软件。主要包括驱动程序设计、数据采集模块设计、控制模块设计、NB-IOT无线通信模块设计、CoAP数据结构的实现以及基于DPM算法的优化设计。结果表明基于DPM算法的优化设计通过控制各个模块的工作状态可以提高设备的使用时长。4、对云平台设备侧进行开发,将本系统分别负责采集温湿度、光强、有害气体浓度以及位置信息的四个终端数据上传到云平台,实现对数据的存储、分析和显示等功能。构建Web应用实现对终端实时监测、远程控制、异常报警、GPS定位、数据存储、分析以及查看等功能。通过对云平台开发使整个系统变得操作和维护简单,能够满足使用要求。本课题对基于NB-IOT的采集终端与云监控平台进行了开发与测试,结果表明,运行效果符合预期,具有一定的实际应用价值。

关键词：低功耗 NB-IOT 云平台低功耗算法终端管理

5G+NB-IOT技术在智慧工地的革新应用

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5G+NB-IoT技术在智慧工地的革新应用

基于NB-IOT的城市公园水环境在线监测与治理研究

第八届全国BIM学术会议

作者：王丹阳李晓文柴茂马烨霖路景顺中建一局集团第三建筑有限公司

随着智慧工地概念的提出,越来越多工程建设开始探索应用智慧工地系统,采用信息化管理手段,实现作业现场的环境和人员以及机械设备等的可视化管理,利用数据信息辅助安全文明管理。智慧化管理的应用,使得工程的进度和效益等管理工作更加轻... 详细信息

随着智慧工地概念的提出,越来越多工程建设开始探索应用智慧工地系统,采用信息化管理手段,实现作业现场的环境和人员以及机械设备等的可视化管理,利用数据信息辅助安全文明管理。智慧化管理的应用,使得工程的进度和效益等管理工作更加轻松,如何借助尖端前沿的技术手段,提升基建现场的管理水平并实现智慧化管理是本文的研究目的。本文以5G+NB-IOT低速率窄宽带物联网技术为研究重点,深入分析智慧工地发展现状及方向,对未来智慧工地形态进行总结和展望,为其在实践中的有效应用提供必要的参考。

关键词： 5G技术 NB-IOT 物联网智慧工地

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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长沙航空职业技术学院学报 2023年第3期23卷 20-23页

作者：汤泽军长沙航空职业技术学院湖南长沙410124

在现代智慧城市建设的进程中,城市水环境在线监测与治理是非常重要的一环。针对传统监测与清理方法的局限性,基于NB-IOT的应用优势,提出了基于NB-IOT的城市公园水环境在线监测与治理方案。该方案将传感器节点与NB-IOT网络连接,实现了对... 详细信息

在现代智慧城市建设的进程中,城市水环境在线监测与治理是非常重要的一环。针对传统监测与清理方法的局限性,基于NB-IOT的应用优势,提出了基于NB-IOT的城市公园水环境在线监测与治理方案。该方案将传感器节点与NB-IOT网络连接,实现了对关键参数如水质和溶解氧等的实时监测;运用配备感知技术和自主导航系统的水面垃圾清理机器人,实现对城市公园水环境的自动监测和水体表面垃圾的清理;此外,利用云计算和大数据分析技术,对监测数据进行处理和分析,使决策者和管理人员能够实时获取和分析水环境信息。通过结合基于NB-IOT的在线监测系统,可以实现数据共享和协同工作,提高治理效率和水环境保护能力。

关键词： NB-IOT 机器人水面垃圾清理自动识别传感器

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基于NB-IOT的智慧路灯控制器设计

现代信息科技 2024年第2期8卷 177-181页

作者：杨立宏袁夫全中山火炬职业技术学院广东中山528436

随着智慧城市建设步伐的加快,各大城市必然要对城市路灯照明系统进行节能化和智能化升级。文章针对传统路灯能耗大、人力维护成本高、智能化程度低等问题,设计一种基于NB-IOT的智慧路灯控制器。单灯控制器以微控制器STM32为控制核心,通... 详细信息

随着智慧城市建设步伐的加快,各大城市必然要对城市路灯照明系统进行节能化和智能化升级。文章针对传统路灯能耗大、人力维护成本高、智能化程度低等问题,设计一种基于NB-IOT的智慧路灯控制器。单灯控制器以微控制器STM32为控制核心,通过NB-IOT通信模组实现路灯与控制中心的组网,从而实现路灯的远程开关及调光控制、路灯数据采集、故障定位等功能。该路灯控制器以实际LED路灯进行测试验证,基于NB-IOT路灯控制器能够满足路灯照明系统的节能化和智能化以及集中管理的需求。

关键词： NB-IOT 智慧路灯调光控制数据采集故障定位

基于NB-IOT的多源环境危险预警监测与实时预警发布系统

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电子设计工程 2023年第9期31卷 166-172页

作者：李明泽王彦翔谢俊伟齐鹤苏家富中国民航大学空中交通管理学院天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

为了能够全天候监测目标的多种环境参数,针对异常数据处理分析并及时发布预警信息作险情处理,尽最大可能减少生命财产损失,提出了一种基于NB-IOT的多源环境危险预警监测和实时预警发布机制的设计思路和应用方案。该系统以M5310A为通信模... 详细信息

为了能够全天候监测目标的多种环境参数,针对异常数据处理分析并及时发布预警信息作险情处理,尽最大可能减少生命财产损失,提出了一种基于NB-IOT的多源环境危险预警监测和实时预警发布机制的设计思路和应用方案。该系统以M5310A为通信模块,利用LwM2M协议将采集到的传感器数据(温湿度、二氧化碳浓度、挥发性物质浓度等)上传至OneNET物联网云平台,由云服务器作数据处理将分析结果发送至客户端(PC端和手机移动端)。当服务器得出相应险情类别的结果时将发布预警信息给负责人,通过消息浏览并确认机制获得反馈。经过测试和验证,该系统安全可靠、操作方便,实现了对室内环境参数的危险预警监测和信息实时发布,保障了室内安全。

关键词： STM32 NB-IOT 多源环境监测预警发布物联网 OneNET

智能家电NB-IOT业务模型优化设计及应用

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广东通信技术 2023年第9期43卷 2-6,21页

作者：任勇强武晓鸽中国电信集团公司政企信息服务事业群5G定制网创新团队中国电信股份有限公司广东研究院工业互联网技术研发部

NB-IOT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)是一种基于蜂窝通信3G/4G演进的物联网通信技术,工作于专用授权频段,主要应用于低吞吐量、海量连接的场景,未来将承接大量物联网业务接入。当前,越来越多的家电企业开始使用NB-IOT技... 详细信息

NB-IOT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)是一种基于蜂窝通信3G/4G演进的物联网通信技术,工作于专用授权频段,主要应用于低吞吐量、海量连接的场景,未来将承接大量物联网业务接入。当前,越来越多的家电企业开始使用NB-IOT技术替代传统的WiFi(Wireless Fidelity,无线保真)技术作为通信的解决方案,但由于WiFi与NB-IOT的网络接入情况存在一定的差异,传统WiFi方案难以在基于NB-IOT的系统中进行套用。设计基于NB-IOT的智能家电业务模型,针对关键业务流程技术问题提出工程改进方案。智能家电业务模型优化实例证明,可有效实现NB-IOT网络与终端无缝配合,从而提高通信效率,节约客户成本。

关键词： NB-IOT 智能家电端网协同业务模型优化

基于NB-IOT的分布式光伏电站漏电监测系统

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现代电子技术 2019年第13期42卷 137-141页

作者：谢志远张子忠黄怡然陈文华北电力大学电气与电子工程学院

针对分布式光伏电站缺少漏电流无线监测设备的实际情况,介绍一种基于NB-IOT(窄带物联网)无线高精度磁调制电流传感器的漏电监测系统。该系统由感知层、传输层、平台层和应用层四部分构成。通过对影响磁调制传感器精度的定性和定量研究,... 详细信息

针对分布式光伏电站缺少漏电流无线监测设备的实际情况,介绍一种基于NB-IOT(窄带物联网)无线高精度磁调制电流传感器的漏电监测系统。该系统由感知层、传输层、平台层和应用层四部分构成。通过对影响磁调制传感器精度的定性和定量研究,提出双磁芯半波激励方案,优化传感器设计,提高其精度。汇流箱中的电流传感器采集数据信息通过单片机经由NB-IOT网络传输至云平台。该系统能够实现使用云平台对分布式光伏电站系统漏电流进行在线实时监测和故障定位,且能有效解决分布式光伏电站的漏电监测问题。

关键词：分布式光伏电站漏电监测 NB-IOT 传感器设计数据采集云平台

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基于NB-IOT的新型家庭电池储能系统

智能物联技术 2022年第3期54卷 30-36页

作者：金千航秦会斌余志伟杭州电子科技大学电子信息学院CAE研究所浙江杭州310018 杭州市工业和信息化研究所浙江杭州310020

家用储能系统不仅能缓解配电网负荷压力,还能在保证居民电力稳定供给的同时,通过峰谷电调节减少家庭用电开支,因而具有较好的应用前景。本文设计了一款基于NB-IOT网络的家用电池储能系统。该系统用铅酸电池作为储能电池,成本低且稳定可... 详细信息

家用储能系统不仅能缓解配电网负荷压力,还能在保证居民电力稳定供给的同时,通过峰谷电调节减少家庭用电开支,因而具有较好的应用前景。本文设计了一款基于NB-IOT网络的家用电池储能系统。该系统用铅酸电池作为储能电池,成本低且稳定可靠;利用交错并联以及软开关技术设计充、放电电路,提高了功率因数和效率;利用NB-IOT网络可以实现远程控制与监测。测试表明,该系统功率达到了3.3kW,功率因数大于0.98,控制和调度策略能良好运行。

关键词：物联网储能系统峰谷电 NB-IOT

基于STM32的铁路运输站内NB-IOT可视化云BAS系统设计

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计算机测量与控制 2022年第4期30卷 209-215页

作者：贾婷安璐廖明刘莹沈阳工学院信息与控制学院辽宁抚顺113122 中铁九局集团电务工程有限公司沈阳110000

BAS系统(机电设备监控系统)主要完成车站内的机电设备如空调机组、新风换气机、送/排风机、风幕机、潜污泵、电/扶梯、风冷热泵等设备的自动监视、控制和管理;为了更好地优化BAS系统的可视化界面设计、提高监控质量,以达到节能、安全、... 详细信息

BAS系统(机电设备监控系统)主要完成车站内的机电设备如空调机组、新风换气机、送/排风机、风幕机、潜污泵、电/扶梯、风冷热泵等设备的自动监视、控制和管理;为了更好地优化BAS系统的可视化界面设计、提高监控质量,以达到节能、安全、提高管理水平的目的,该设计将NB-IOT技术、Oceanconnect云平台设计及嵌入式技术综合融入到BAS系统中,实现远程监管各个站内数据并实时控制各站内设备以应对突发情况;该系统采用STM32作为微控制器,设计温湿度及光照总控中心和调控节点电路,总控中心通过NB-IOT无线通信模块组网与各安装在站内的多个调控节点进行指令下发和数据上报的双工通信,将通过各节点的温湿度及光照传感器采集到的数据经STM32单片机处理后,通过NB-IOT无线通信模块上传至根据实际要求设计的Oceanconnect云模型中,实现总控制中心及节点电路的云端数据可视化及数据分析,同时还可以由上位机云端模块直接控制各站内下位机的空调机组,换气机污水泵等设备,以实现实时的监管与控制各站内现场环境;经过实验测试结果表明,系统可视化界面清晰简洁易操作且性能稳定可靠,能够实现实时数据的通信分析与控制,提高车站内现场控制的有效性,能够对突发情况进行快速自动处理。

关键词： BAS系统可视化云模型 STM32 NB-IOT