一种基于NB-IoT的可变频远传采集设备
技术领域
本实用新型属于水行业数据采集技术领域，尤其是涉及一种基于 NB-IoT的可变频远传采集设备。
背景技术
目前国内的管网系统日趋完善，对于城市供水来说，整个管网系统中不同节点都需要安装工业流量计和工业大表，目的是为了降低企业的产销差。但是目前从全国整个管网系统上来看，大部分节点的工业流量计和大表都需要人工抄表，不具备数据传输等功能。这些节点具有分散，工况条件恶劣，甚至在野外的特点。在这种背景下，智能数据采集终端具有自动通过移动网络上传同步数据，无需人工干预等特点。但是由于移动网络信号的不确定性，有些时刻无法入网进行数据传输。为解决这些问题，有时需要找移动网络维护人员现场调试，对于这种解决方案时间成本和人工成本都是很高，进而导致了维护的效率低下。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种基于NB-IoT的可变频远传采集设备。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种基于NB-IoT的可变频远传采集设备，包括芯片控制器以及分别与所述芯片控制器连接的存储器、数据传输器、正交波形采集器、有源/无源脉冲采集器、LCD显示器、电池电压采集器、485数据采集器、霍尔按键器；所述芯片控制器为超低功耗芯片，用于将通过485数据采集到的流量计数据存储到存储器中；还用于将通过正交波形采集器采集到的有方向的脉冲数存储到存储器中；还用于将通过有源/无源脉冲采集器采集到的有源/无源脉冲数数据存储到存储器中；还用于从存储器中将预设时间的水量的数据通过数据传输器传输到服务器；还用于从存储器中将缺失的水量的数据通过数据传输器传输到服务器；还用于采集电池电压采集器的电压数据，通过LCD显示器显示，并通过数据传输器上传至服务器；还用于数据传输器获取服务器软件升级包时将升级包存储到高区ROM中，复位后将ROM中的升级包刷新到程序区。
优选的，所述存储器为铁电存储器，用于数据记录的存储。
优选的，所述数据传输器为NB传输模块，用于将存储器中的数据记录传输到服务器或者接受服务器的数据；
优选的，所述正交波形采集器通过正交解码器计数，采集有方向的脉冲数。
优选的，所述有源/无源脉冲采集器采集有源/无源脉冲数。
优选的，所述电池电压采集器用于采集大表或者压力表的电池电压数据。
优选的，所述485数据采集器使用modbus协议，采集流量计数据。
优选的，所述霍尔按键器用于人工对系统进行操作。
优选的，所述LCD显示器用于显示联网状态、故障信息、电池电量等。
本实用新型的积极进步效果在于：
1.本实用新型自动通过移动网络上传同步数据，无需人工干预。
2.采用离线记录的模式，数据存储速度快、功耗低，当信号值不具备传输条件时，会等到下次入网后补发未上发的数据，填补数据空缺。
3.采用可变频采集，记录和传输数据，为工程技术人员远程校表提供技术支持，为维护人员监测数据点是否异常提供数据支持。
4.具有故障自检功能，减少了维护人员排除故障的步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的远程数据传输工作原理图。
图2为本实用新型实施例的远程数据传输流程示意图。
图3为本实用新型实施例的故障自检工作原理图。
图4为本实用新型实施例的远程系统升级工作原理图。
图5为本实用新型实施例的芯片控制器电路图。
图6为本实用新型实施例的存储器电路图。
图7为本实用新型实施例的数据传输器电路图。
图8为本实用新型实施例的正交波形采集器、有源/无源脉冲采集器电路图。
图9为本实用新型实施例的LCD显示器电路图。
图10为本实用新型实施例的485数据采集器电路图。
图11为本实用新型实施例的霍尔按键器电路图。
图例：1-芯片控制器，2-存储器，3-数据传输器，4-485数据采集器，5- 正交波形采集器，6 有源/无源脉冲采集器，7-LCD显示器，8-电池电压采集器
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1和图2所示，为了解决上述问题，本实施例提出一种基于NB-IoT 的可变频远传采集设备，当进行数据传输时，芯片控制器1将458数据采集器4采集的流量计数据、正交波形采集器5采集的有方向的脉冲数据、有源/无源脉冲采集器6采集的有源/无源脉冲数据、电池电压采集器8采集到的电压数据存储到存储器2，当传输周期达到时，会从存储器2中把预设时间的数据发送到后台中心；当信号值不具备传输条件时，会等到下次入网后补发未上发的数据，填补数据空缺。
远程数据传输的具体流程为：
S1，获取各数据采集器的数据；
S2，将数据存储至存储器a区域；
S3，判断数据传输器是否满足传输数据环境，若是则执行步骤S4传输数据至服务器并返回至步骤S1，若否则执行步骤S5将数据存储至存储器b区域并返回至步骤S3。
上述流程通过移动网络上传同步数据，无需人工干预采用离线记录的模式，数据存储速度快、功耗低，当信号值不具备传输条件时，会等到下次入网后补发未上发的数据，填补数据空缺。
如图3所示，当本实施例进行自检时，芯片控制器1检测来自485数据采集器4、正交波形采集器5、有源/无源脉冲采集器6、数据传输器3 的连接信号，并在LCD显示器7上显示对应故障；电池电压采集器8采集到电压数据，在LCD显示器7显示电压数据，减少了维护人员排除故障的步骤
如图4所示，当本实施例进行远程系统升级时，数据传输器3接收服务器传送的软件数据包，当升级包获取成功后，芯片控制器1按照既定的升级包加密解密规则将文件存储到高区ROM中，待复位后进行系统的刷新升级。
如图5所示，可以采用型号为“EFM32G880”的芯片，主要用于将通过485数据采集到的流量计数据存储到存储器中；还用于将通过正交波形采集器采集到的有方向的脉冲数存储到存储器中；还用于将通过有源/无源脉冲采集器采集到的有源/无源脉冲数数据存储到存储器中；还用于从存储器中将预设时间的水量的数据通过数据传输器传输到服务器；还用于从存储器中将缺失的水量的数据通过数据传输器传输到服务器；还用于采集电池电压采集器的电压数据，通过LCD显示器显示，并通过数据传输器上传至服务器；还用于数据传输器获取服务器软件升级包时将升级包存储到高区ROM中，复位后将ROM中的升级包刷新到程序区.
如图6所示，可以采用富士通的“FM24V02”铁电存储器，其WP引脚， SCL引脚，SDA引脚分别与图5中54 WP引脚，53 SCL引脚，52 SDA引脚对应相连，其FRAM PWR CTL引脚与图5中60 FRAM PWR CTL引脚对应相连，主要用于数据的存储。
如图7所示，可以采用“BC95”的芯片，其UARTO TXD引脚，UARTO RXD 引脚分别对应图5中50 UARTO TXD引脚，51 UARTO RXD引脚，主要用于数据的传输和接收。
如图8所示，可以采用“脉冲-RS485”采集芯片，其Npulsel引脚与图5中74 Npulsel引脚对应相连，主要采集有方向的脉冲数和有源/无源脉冲数。
如图9所示，可以采用“JH24706A-TPP-WG”LCD显示器，其中：
COM0引脚，COM1引脚，COM2引脚，COM3引脚分别与图5中64COM0 引脚，65 COM1引脚，66 COM2引脚，67 COM3引脚对应相连；
S1引脚至S3引脚分别与图5中79 S1引脚，80 S2引脚，81 S3引脚对应相连；
S4引脚至S12引脚分别与图5中92 S4引脚，93 S5引脚，94 S6引脚，95 S7引脚，96S8引脚，97 S9引脚，98 S10引脚，99 S11引脚， 100 S12引脚对应相连；
S13引脚至S19引脚分别与图5中1 S13引脚，2 S14引脚，3 S15引脚，4 S16引脚，5S17引脚，6 S18引脚，7 S19引脚对应相连；
S20引脚至S23引脚分别与图5中12 S20引脚，13 S21引脚，14 S22 引脚，15 S23引脚对应相连；
S24引脚至S26引脚分别与图5中84 S24引脚，85 S25引脚，86 S26 引脚对应相连。
主要用于显示联网状态、故障信息、电池电量等。
如图10所示，可以采用“SP3485EN”数据采集芯片，其UART1 RXD 引脚，UART1 TXD引脚与图5中56UART1 RXD引脚，55UART1 TXD引脚对应相连，主要用于采集流量计数据。
如图5至图10，本实施例中的电路的连接方式为：芯片控制器1和 485数据采集器4通过TTL通讯连接；芯片控制器1和正交波形采集器5 通过PCNT模块通讯连接；芯片控制器1和有源/无源脉冲采集器6通过PCNT 模块通讯连接；芯片控制器1和电池电压采集器8通过ADC模块连接；芯片控制器1和存储器2通过I2C模块通讯连接；芯片控制器1和数据传输器3通过TTL模块通讯连接；芯片控制器1和LCD显示器通过LCD驱动模块通讯连接。
如图11所示，当本实施例进行人工调试时，维护人员可通过霍尔按键器进行人工调试。
综上所述，本实施例提供了一种基于NB-IoT的可变频远传采集设备，其主要用于水行业的远程数据采集，且能在通过离线存储的模式存储数据，数据存储速度快、功耗低，当信号值不具备传输条件时，会等到下次入网后补发未上发的数据，填补数据空缺，并采用可变频采集，记录和传输数据，为工程技术人员远程校表提供技术支持，为维护人员监测数据点是否异常提供数据支持，具有故障自检功能，减少了维护人员排除故障的步骤。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
