[發(fā)明專利]智能無線溫濕度監(jiān)測(cè)器的雙通訊自動(dòng)切換系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911216099.8
• 申請(qǐng)日: 2019-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN110930673A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉海燕;沈嘉麟;周一農(nóng);劉珧;宋明中;常樂;陳成;陳黎敏;李青;趙聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海寶鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): G08C17/02
• 分類號(hào): G08C17/02;G01D21/02
• 代理公司: 上海天協(xié)和誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31216
• 代理人: 沈國(guó)良

本發(fā)明公開了一種智能無線溫濕度監(jiān)測(cè)器的雙通訊自動(dòng)切換系統(tǒng)及方法，本系統(tǒng)中信號(hào)檢測(cè)單元用于識(shí)別和判斷網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及信號(hào)強(qiáng)弱；LoRa串口透?jìng)魍ㄐ拍K用于實(shí)現(xiàn)與LoRa網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸；NB?IoT透?jìng)魍ㄐ拍＝M用于實(shí)現(xiàn)與NB?IoT網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸；微控制器用于數(shù)據(jù)計(jì)算處理，集成應(yīng)用層協(xié)議、對(duì)話形式、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議及通訊格式；數(shù)據(jù)采集單元用于采集智能無線溫濕度監(jiān)測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)；定時(shí)器設(shè)定數(shù)據(jù)采集單元的信號(hào)采集周期。本方法設(shè)定時(shí)間同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并記錄，依據(jù)通訊策略激活或關(guān)閉對(duì)應(yīng)的通訊模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸并保證收發(fā)成功。本系統(tǒng)及方法適用于溫濕度集中統(tǒng)一管控的場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)溫濕度監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能無線溫濕度監(jiān)測(cè)器的雙通訊自動(dòng)切換系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

溫濕度因素對(duì)電氣設(shè)備影響較大，高溫、高濕會(huì)從絕緣強(qiáng)度、霉菌生長(zhǎng)、金屬腐蝕、使用壽命等方面影響電氣設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和電氣設(shè)備精密程度的提高，對(duì)電氣室的環(huán)境和監(jiān)控要求也日趨提高。目前電氣室環(huán)境狀態(tài)管理主要采用人工周期性點(diǎn)檢的方式，由于廠區(qū)范圍大，電氣室分布零散，不易點(diǎn)檢，且點(diǎn)檢手法單一，憑借指針式的溫濕度計(jì)無法全面、及時(shí)、客觀的判斷整個(gè)電氣室的運(yùn)行環(huán)境。

電氣設(shè)備的異常動(dòng)作往往發(fā)生在一瞬間，沒有實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)控和預(yù)判，當(dāng)電氣室出現(xiàn)異常時(shí)，人工很難第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，容易導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞。因此現(xiàn)場(chǎng)亟需一套集中監(jiān)控系統(tǒng)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)警電氣室環(huán)境變化導(dǎo)致的各種電氣設(shè)備的安全隱患，輔助處理異常問題。鑒于冶金行業(yè)生產(chǎn)區(qū)域范圍大、電氣室分布零散的特點(diǎn)，很多電氣室中沒有網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)，如果采用有線方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控的成本高昂，智能無線溫濕度監(jiān)測(cè)器無法實(shí)現(xiàn)有效的無線傳輸。

由于冶金行業(yè)具有點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的無線傳輸技術(shù)在距離或者功耗上已不能滿足應(yīng)用要求。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗小等特點(diǎn)的低功耗廣域網(wǎng)LPWAN（low-power Wide-Area Network）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，目前其主流協(xié)議主要有LoRa和NB-IoT兩種。其中NB-IoT是LPWAN中主推的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，優(yōu)點(diǎn)是不需要搭設(shè)網(wǎng)關(guān)，可基于現(xiàn)有蜂窩組網(wǎng)，使用License頻段和運(yùn)營(yíng)商頻段，單網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)容量大約20萬；缺點(diǎn)是傳輸速度受限，低速通信接口UART一般小于100kbps，蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到地方無法應(yīng)用。LoRa的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快（0.3～50kbps），應(yīng)用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到地方；缺點(diǎn)是需基于LoRa網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)，采用節(jié)點(diǎn) + 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)部署方式，網(wǎng)關(guān)部署位置要求較高，需要考慮因素多，單網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)容量約6萬，實(shí)際受網(wǎng)關(guān)信道數(shù)量、節(jié)點(diǎn)發(fā)包頻率、數(shù)據(jù)包大小等有關(guān)，一般500～5000個(gè)不等。

根據(jù)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境特征，結(jié)合LoRa和NB-IoT的無線通訊技術(shù)特點(diǎn)，針對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到或NB-IoT信號(hào)不穩(wěn)定的區(qū)域可部署LoRa網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。但目前市場(chǎng)上所有無線溫濕度監(jiān)測(cè)器均只支持LoRa技術(shù)和NB-IoT技術(shù)中的一種，而工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境包括穩(wěn)定或不穩(wěn)定的NB-IoT通訊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、LoRa自主組網(wǎng)通訊環(huán)境，受無線溫濕度監(jiān)測(cè)器傳輸模塊硬件應(yīng)用的限制，要在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成所有應(yīng)用場(chǎng)合，包括機(jī)房、高低壓配電室、傳動(dòng)室、UPS室、PLC室等地面和地下電氣室的溫濕度監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠傳輸則必須使用兩款無線溫濕度監(jiān)測(cè)器按LoRa和NB-IoT無線通訊協(xié)議分別組網(wǎng)，從而導(dǎo)致整體系統(tǒng)開發(fā)和后期維護(hù)困難，影響項(xiàng)目系統(tǒng)的統(tǒng)一性和完整性，提高了系統(tǒng)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能無線溫濕度監(jiān)測(cè)器的雙通訊自動(dòng)切換系統(tǒng)及方法，本系統(tǒng)及方法克服傳統(tǒng)電氣設(shè)備溫濕度監(jiān)測(cè)的缺陷，適用于大范圍、網(wǎng)絡(luò)分布不均、分布零散又需要實(shí)現(xiàn)溫濕度集中統(tǒng)一管控的場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)溫濕度監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠傳輸。