本实用新型属于电力电子技术领域,具体涉及一种用于油生产的超低功耗物联网系统。
背景技术:
随着物联网技术的发展和其他技术的逐渐成熟,全面启动油气田数字化建设、实施数字化管理,是中国石油上游业务提高生产效率、加强安全环保、促进节能减排、改善工作条件、优化生产组织方式、控制生产用工的有效途径,是加快发展方式转变、提高油气田开发管理水平和综合效益的必然选择,在实现中国石油战略目标的过程中将发挥重要作用。现有技术中,对油田的监控还依靠人工测量收集数据,费时费力。
技术实现要素:
针对现有技术中的上述不足,本实用新型提供的一种用于油生产的超低功耗物联网系统解决了现有技术存在的问题。
为了达到上述发明目的,本实用新型采用的技术方案为:一种用于油生产的超低功耗物联网系统,包括若干无线仪表、站内主控模块和数据服务器模块;
所述无线仪表通过lora局域网与站内主控模块通信连接,所述站内主控模块通过nb-iot无线广域网与数据服务器模块连接。
进一步地,所述无线仪表包括lora无线压力变送器。
进一步地,所述站内主控模块包括低功耗mcu、电源管理模块、电池、时钟调度模块、lora通信模块和nb-iot通信模块;
所述低功耗mcu通过电源管理模块与电池连接,其还分别与时钟调度模块、lora通信模块和nb-iot通信模块连接,所述低功耗mcu与时钟调度模块中的高精度时钟和低功耗timer通信连接。
进一步地,所述低功耗mcu所采用的型号为stm32f103zet6-lqfp144。
进一步地,所述lora通信模块所采用的型号为sx1276。
进一步地,所述nb-iot通信模块所采用的型号为nb101。
进一步地,所述lora通信模块的gnd引脚接地,其vcc引脚与3.3v电源连接,其en引脚接低电平,其rxd引脚与低功耗mcu的usart1_tx功能引脚连接,其txd引脚与低功耗mcu的usart1_rx功能引脚连接。
进一步地,所述nb-iot通信模块的gnd引脚接地,其vin引脚与5v电源连接,其nb_tx引脚与低功耗mcu的usart2_rx功能引脚连接,其nb_rx引脚与低功耗mcu的usart2_tx功能引脚连接,其pwr_en引脚接使能信号,其nreset引脚接复位信号。
本实用新型的有益效果为:
(1)本实用新型的架构简单,安装简单,且均采用低功耗的电路模块,节约了成本,同时功耗较低。
(2)本实用新型功耗较低,可通过电池或电源适配器供电,使之拥有广阔的应用场景。
(3)本实用新型采用lora网络和nb-iot网络进行通讯,网络系统运行稳定,实现了数据的稳定传输。
(4)本实用新型通过构建无线监控通信系统,通过无线仪表实现对压力监控,并且可采用其他lora无线仪表,实现更多数据监控。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种用于油生产的超低功耗物联网系统框图。
图2为本实用新型中站内主控模块示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型,但应该清楚,本实用新型不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。
如图1所示,一种用于油生产的超低功耗物联网系统,包括若干无线仪表、站内主控模块和数据服务器模块;
所述无线仪表通过lora局域网与站内主控模块通信连接,所述站内主控模块通过nb-iot无线广域网与数据服务器模块连接。
所述无线仪表包括lora无线压力变送器。
如图2所示,所述站内主控模块包括低功耗mcu、电源管理模块、电池、时钟调度模块、lora通信模块和nb-iot通信模块;
所述低功耗mcu通过电源管理模块与电池连接,其还分别与时钟调度模块、lora通信模块和nb-iot通信模块连接,所述低功耗mcu与时钟调度模块中的高精度时钟和低功耗timer通信连接。
所述低功耗mcu所采用的型号为stm32f103zet6-lqfp144。
所述lora通信模块所采用的型号为sx1276。
所述nb-iot通信模块所采用的型号为nb101。
所述lora通信模块的gnd引脚接地,其vcc引脚与3.3v电源连接,其en引脚接低电平,其rxd引脚与低功耗mcu的usart1_tx功能引脚连接,其txd引脚与低功耗mcu的usart1_rx功能引脚连接。
所述nb-iot通信模块的gnd引脚接地,其vin引脚与5v电源连接,其nb_tx引脚与低功耗mcu的usart2_rx功能引脚连接,其nb_rx引脚与低功耗mcu的usart2_tx功能引脚连接,其pwr_en引脚接使能信号,其nreset引脚接复位信号。
在本实施例中,低功耗mcu采用stm32f103zet6-lqfp144、lora通信模块采用sx1276和nb-iot通信模块采用nb101,采用前述三个器件的总功耗不超过1w,实现了超低功耗。
本实用新型的工作原理为:通过无线仪表进行数据采集,将采集的数据通过lora局域网将数据进行传输,所述lora通信模块中lora协议栈处理器接收lora射频后,将接收数据传输至低功耗mcu,低功耗mcu接收数据并处理,低功耗mcu通过nb-iot通信模块中的coap协议处理器连接至nb-iot网络,并通过nb-iot网络通信将处理后的数据传输至数据服务器模块进行存储。
本实用新型的有益效果为:
(1)本实用新型的架构简单,安装简单,且均采用低功耗的电路模块,节约了成本,同时功耗较低。
(2)本实用新型功耗较低,可通过电池或电源适配器供电,使之拥有广阔的应用场景。
(3)本实用新型采用lora网络和nb-iot网络进行通讯,网络系统运行稳定,实现了数据的稳定传输。
(4)本实用新型通过构建无线监控通信系统,通过无线仪表实现对压力监控,并且可采用其他lora无线仪表,实现更多数据监控。
1.一种用于油生产的超低功耗物联网系统,其特征在于,包括若干无线仪表、站内主控模块和数据服务器模块;
所述无线仪表通过lora局域网与站内主控模块通信连接,所述站内主控模块通过nb-iot无线广域网与数据服务器模块连接。
2.根据权利要求1所述的用于油生产的超低功耗物联网系统,其特征在于,所述无线仪表包括lora无线压力变送器。
3.根据权利要求1所述的用于油生产的超低功耗物联网系统,其特征在于,所述站内主控模块包括低功耗mcu、电源管理模块、电池、时钟调度模块、lora通信模块和nb-iot通信模块;
所述低功耗mcu通过电源管理模块与电池连接,其还分别与时钟调度模块、lora通信模块和nb-iot通信模块连接,所述低功耗mcu与时钟调度模块中的高精度时钟和低功耗timer通信连接。
4.根据权利要求3所述的用于油生产的超低功耗物联网系统,其特征在于,所述低功耗mcu所采用的型号为stm32f103zet6-lqfp144。
5.根据权利要求4所述的用于油生产的超低功耗物联网系统,其特征在于,所述lora通信模块所采用的型号为sx1276。
6.根据权利要求4所述的用于油生产的超低功耗物联网系统,其特征在于,所述nb-iot通信模块所采用的型号为nb101。
7.根据权利要求5所述的用于油生产的超低功耗物联网系统,其特征在于,所述lora通信模块的gnd引脚接地,其vcc引脚与3.3v电源连接,其en引脚接低电平,其rxd引脚与低功耗mcu的usart1_tx功能引脚连接,其txd引脚与低功耗mcu的usart1_rx功能引脚连接。
8.根据权利要求6所述的用于油生产的超低功耗物联网系统,其特征在于,所述nb-iot通信模块的gnd引脚接地,其vin引脚与5v电源连接,其nb_tx引脚与低功耗mcu的usart2_rx功能引脚连接,其nb_rx引脚与低功耗mcu的usart2_tx功能引脚连接,其pwr_en引脚接使能信号,其nreset引脚接复位信号。
技术总结