[發(fā)明專利]一種基于NB-IoT的濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010547852.8
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111679608A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李躍華;孫佳浩;王宜懷;侯美伊;朱星池;李正鳳;李慶宇;鄒胡健;唐道鮮
• 申請（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發(fā)明提供了一種基于NB?IoT的濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括若干個NB?IoT終端節(jié)點、NB?IoT基站、NB?IoT云平臺以及監(jiān)控端；所述NB?IoT基站接收所述NB?IoT終端節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)后將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至所述NB?IoT云平臺；所述監(jiān)控端通過所述NB?IoT云平臺實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制；其中，每個所述NB?IoT終端節(jié)點包括依次連接的采集模塊、通信模組以及控制模塊；所述采集模塊用于采集所述監(jiān)測數(shù)據(jù)；所述控制模塊用于接收并處理所述監(jiān)測數(shù)據(jù)；以及所述通信模塊用于獲取所述控制模塊處理的所述監(jiān)測數(shù)據(jù)并將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至所述NB?IoT基站。本發(fā)明的一種基于NB?IoT的濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，利用NB?IoT網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋特點，通過NB?IoT終端節(jié)點搭建傳感器數(shù)據(jù)一級入網(wǎng)架構(gòu)，可以降低系統(tǒng)故障率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濕地環(huán)境管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于NB-IoT的濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

1971年伊朗拉姆薩爾《濕地公約》定義：“濕地系指不論其為天然或人工、長久或暫時之沼澤地、泥炭地或水域地帶，帶有或靜止或流動、或為淡水、半咸水或咸水水體者，包括低潮時水深不超過6m的水域”。同時又規(guī)定：“可包括鄰接濕地的河湖沿岸、沿海區(qū)域以及濕地范圍的島嶼或低潮時水深不超過6m的區(qū)域”。濕地與森林、海洋一起并稱為地球的三大生態(tài)系統(tǒng)，在涵養(yǎng)水源、促淤造陸、降解污染物、調(diào)節(jié)氣候、保護(hù)生物多樣性和為人類提供生產(chǎn)、生活資源方面發(fā)揮了重要作用，具有較高的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益，被譽為“地球之腎”。但隨著近年來城市化、工業(yè)化以及沿海經(jīng)濟的飛速發(fā)展，濕地生態(tài)環(huán)境正受到人類活動的巨大影響。因此，在全國范圍內(nèi)開展重要濕地監(jiān)測工作顯得十分重要，只有多學(xué)科綜合交叉，才能擺脫需要耗費大量人力和物力的傳統(tǒng)人工采集方法，真正解決濕地監(jiān)測、保護(hù)、恢復(fù)與重建、可持續(xù)開發(fā)利用等諸多問題。

目前，現(xiàn)有濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)方案多是采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)與通用分組無線服務(wù)(GPRS)相結(jié)合的方法，主要是由終端傳感器節(jié)點、GPRS網(wǎng)關(guān)和上位機軟件組成。WSN+GPRS架構(gòu)的終端傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)需要通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至GPRS網(wǎng)關(guān)，造成GPRS網(wǎng)絡(luò)模塊的功耗較大；在通信上這是二級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，運營商為一級網(wǎng)絡(luò)，Zigbee為二級局域網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變復(fù)雜，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸時延大、效率低，同時也增加了系統(tǒng)故障率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于NB-IoT的濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，利用NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋特點，通過NB-IoT終端節(jié)點搭建傳感器數(shù)據(jù)一級入網(wǎng)架構(gòu)，可以降低系統(tǒng)故障率。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是：

一種基于NB-IoT的濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括若干個NB-IoT終端節(jié)點、NB-IoT基站、NB-IoT云平臺以及監(jiān)控端；所述NB-IoT基站接收所述NB-IoT終端節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)后將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至所述NB-IoT云平臺；所述監(jiān)控端通過所述NB-IoT云平臺對濕地生態(tài)環(huán)境實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制；其中，每個所述NB-IoT終端節(jié)點包括采集模塊、通信模組以及控制模塊；所述采集模塊用于采集所述監(jiān)測數(shù)據(jù)；所述控制模塊與所述采集模塊連接，用于接收并處理所述監(jiān)測數(shù)據(jù)；以及所述通信模塊與所述控制模塊相連，用于獲取所述控制模塊處理的所述監(jiān)測數(shù)據(jù)并將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至所述NB-IoT基站。

進(jìn)一步地，所述采集模塊包括溫濕度傳感器、光照傳感器以及位置模塊，所述溫濕度傳感器采用SHT35數(shù)字溫濕度傳感器模塊，I2C接口輸出，濕度范圍為0～100％RH，濕度精度為±1.5RH，溫度范圍為-40～+125℃，溫度精度為±0.2℃；所述光照傳感器采用光照強度測量采用GY-302BH1750數(shù)字光照傳感器模塊，I2C接口輸出，測量范圍為1～65535Lux，測量精度為±20％；所述位置模塊采用L70-R mini GPS模塊定位，串口輸出NMEA-0183標(biāo)準(zhǔn)信息，水平位置誤差小于2.5m。