[發明專利]一種基于NB-IoT的水土保持監測系統

在審

• 申請號: 202110008754.1
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112833948A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 胡延蘇;羅義凱;李軍德;張國超;閆茂德;邸渤皓
• 申請（專利權）人: 長安大學;西安新匯澤測控技術有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種基于NB?IoT的水土保持監測系統，包括：傳感器節點，測量一個區域范圍內的環境參數和土體參數；將采集的數據通過RS485總線采用SDI?12協議發出；數據采集節點，通過RS485總線接收采集的環境參數和土體參數數據，進行數據存儲并通過局域網或NB?IoT模塊實現通信；服務器端，接收局域網或NB?IoT模塊發送的數據，對傳感器節點和數據采集節點進行管理，包括用戶權限、數據的收集、整理、傳輸，以及各設備狀態的監控。本發明針對目前水土保持監測數據的實時采集效率和共享率低下等問題，綜合考慮了水土保持監測系統的行業特點，結合傳感信息與地理位置信息，在本地與云端服務器上實現了基于NB?IoT的實時水土保持監測系統。

技術領域

本發明屬于環境監測技術領域，具體涉及一種基于NB-IoT的水土保持監測系統。

背景技術

早期，水土保持監測主要由監測人員通過紙質記錄的方式對水土保持信息進行采集，并對數據信息存儲以備查詢，普遍存在監測效率低下、實時性不高等缺點。此外，由于各監測點的記錄方式和記錄標準不盡相同，導致采集的數據信息無法統一分析處理，利用率低下。計算機技術的發展為水土保持監測工作帶來極大便利，以本地PC端為代表的水土保持監測軟件能夠對水土信息進行自動化采集、存儲與顯示，有效提高了數據的處理效率。然而，隨著國家對水土保持監測工作的重視，新的監測站點和水土保持采集設備逐年增多，且多分布于荒山、河谷、險灘等人煙稀少地區，不具備安裝本地監測計算機系統的條件。加之監測系統軟件面臨的數據處理量日益龐大，現有以本地PC機為代表的監測方式已不能滿足實際需求。因此，如何開發一種能夠實時高效地獲取數據信息的水土保持監測系統，以便于監測人員遠程獲取水土保持監測數據，并實現對采集數據的最大程度共享，是當前水土保持監測領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于NB-IoT的水土保持監測系統，將水土信息與地理位置信息進行融合，通過NB-IoT無線網絡上傳至云端綜合管理平臺，完成水土信息的實時監控。

本發明采用以下技術方案：

一種基于NB-IoT的水土保持監測系統，包括：

傳感器節點，測量一個區域范圍內的環境參數和土體參數；將采集的數據通過RS485總線采用SDI-12協議發出；

數據采集節點，通過RS485總線接收采集的環境參數和土體參數數據，進行數據存儲并通過局域網或NB-IoT模塊實現通信；

服務器端，接收局域網或NB-IoT模塊發送的數據，對傳感器節點和數據采集節點進行管理，包括用戶權限、數據的收集、整理、傳輸，以及各設備狀態的監控。

具體的，傳感器節點包含傳感器和GPS模塊，傳感器根據需求采集或定期采集環境參數和土體參數，通過串口與傳感器節點進行通信；GPS模塊提供每個傳感器節點的位置信息。

進一步的，傳感器包括通用環境參數傳感器和土體參數傳感器。

進一步的，GPS模塊采用NMEA-0183協議格式，通過串口與主控模塊進行數據交換。

具體的，數據采集節點集成有以太網通信模塊，NB-IoT通信模塊和數據存儲模塊，以太網通信模塊采用SPI串口與服務器端的本地服務器連接，NB-IoT通信模塊通過RS232串口與數據采集節點相連；數據采集節點通過RS485總線，采用SDI-12協議接收傳感器節點的數據，通過數據存儲模塊進行數據存儲。

進一步的，NB-IoT通信模塊與服務器端的云端服務器端連接用于通信。

進一步的，數據采集節點連接太陽能電池板與充電電池組或直接與市電連接，通過RS485為傳感器節點供電。

具體的，服務器端包括本地服務器和云端服務器，本地服務器通過以太網與數據采集節點連接，云服務器通過NB-IoT獲取數據采集節點的信息。