基于NB-iot休眠过程中采集井盖状态降低功耗的装置及方法与流程

本发明涉及电力领域，更具体地说是一种基于nb-iot休眠过程中采集井盖状态降低功耗的装置及方法。

背景技术：

目前市场上应用井盖监测的设备大部分采用nb作为无线传输，使用传感器进行井盖状态的采集。市场上大部分的井盖检测设备，大部分是cpu控制传感器休眠的方式降低功耗。由于传感器休眠也是需要消耗能量，对于nb电池续航有一定程度的降低。在采集井盖状态的应用场景上，需要软件硬件配合达到最有效的降低功耗。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于nb-iot休眠过程中采集井盖状态降低功耗的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，基于nb-iot休眠过程中采集井盖状态降低功耗的装置及方法，包括nb模组、cpu、传感器电源控制电路、倾角传感器以及温湿度传感器；

所述倾角传感器用于监测井盖的倾斜状态；

所述温湿度传感器用于检测井盖下的温湿度状态；

所述cpu通过传感器电源控制电路控制倾角传感器和温湿度传感器的开启和关闭；

所述nb模组用于将倾角传感器和温湿度传感器采集的状态数据发送到服务器。

其进一步技术方案为：所述传感器电源控制电路包括电阻r2、电阻r3、r4、r11、r15、电容c6、电容c7、三极管q2以及mos管t2；所述电阻r2的一端与温湿度传感器连接，电阻r2的另一端与电容c6的另一端连接，电容c6的一端与三极管q2的发射极连接，电阻r3的一端与倾角传感器连接，电阻r3的另一端与与电容c6的另一端连接，三极管q2的基极与cpu连接，三极管q2的集电极与电阻r11的一端以及电阻r15的一端连接，所述电阻r15的另一端与电容c7的一端以及mos管t2的栅极连接，电阻r11的另一端与电阻r4的一端、电容c7的另一端以及mos管t2的漏极连接，mos管t2的源极与电容c6的另一端连接。

其进一步技术方案为：所述cpu的型号为stm32。

其进一步技术方案为：所述nb模组包括芯片u5a、电阻r21、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电阻r30、电容c19、电容c20、电容c21以及三极管q4；所述电容c20的一端与电源gnd连接，电容c20的另一端与电阻r21的一端以及芯片u5a的vbta引脚连接；电阻r21的另一端与电源vcc连接，电容c19和电容c21并联于电容c20的两端，电阻r25的一端与u5a的txd引脚连接，电阻r25的另一端通过串口nb_tx与cpu的pa3引脚连接，电阻r26的一端与u5a的rxd引脚连接，电阻r26的另一端通过串口nb_rx与cpu的pa2引脚连接，三极管q4的集电极与u5a的reset引脚连接，三极管q4的发射极与电源gnd连接，三极管q4的基极与电阻r27的一端连接，电阻r30的一端与电阻r27的一端连接，电阻r30的另一端与三极管q4的发射极连接。

其进一步技术方案为：所述芯片u5a的型号为bg36。

其进一步技术方案为：所述温湿度传感器的型号为sht20。

其进一步技术方案为：所述倾角传感器的型号为mpu6050。

其进一步技术方案为：所述温湿度传感器的引脚scl与cpu的引脚pb6连接，温湿度传感器的引脚sda与cpu的引脚pb7连接。

其进一步技术方案为：所述倾角传感器的引脚scl与cpu的引脚pb6连接，倾角传感器的引脚sda与cpu的引脚pb7连接。

第二方面，基于nb-iot休眠过程中采集井盖状态降低功耗的方法，所述方法包括：

cpu控制nb模组注网成功后，cpu将其pd2引脚设置为高电平，以打开温湿度传感器和倾角传感器的电源；

cpu读取温湿度传感器和倾角传感器的数据；

当cpu读取到数据后将其pd2引脚设置为低电平，以关闭温湿度传感器和倾角传感器的电源。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明为了保证nb设备在没有进行数据采集的情况下，传感器功耗能够降到最低，通过设计了传感器电源控制电路来控制传感器的电源，当cpu读取到温湿度传感器和倾角传感器的数据后，便关闭了温湿度传感器和倾角传感器的电源，从而最大限度的降低了传感器的功耗。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明具体实施例的硬件连接示意图；

图2为本发明具体实施例的的电路原理图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

实施例一

请参考图1，本发明提供了一种基于nb-iot休眠过程中采集井盖状态降低功耗的装置及方法，包括nb模组、cpu、传感器电源控制电路、倾角传感器、温湿度传感器以及锂电池；倾角传感器用于监测井盖的倾斜状态；温湿度传感器用于检测井盖下的温湿度状态；cpu通过传感器电源控制电路控制倾角传感器和温湿度传感器的开启和关闭；nb模组用于将倾角传感器和温湿度传感器采集的状态数据发送到服务器，锂电池用于提供电能，在其它实施例中，也可以采用其它类型的电池进行代替。本实施例中，cpu的型号为stm32。本发明为了保证nb设备在没有进行数据采集的情况下，传感器功耗能够降到最低，通过设计了传感器电源控制电路来控制传感器的电源，当cpu读取到温湿度传感器和倾角传感器的数据后，便关闭了温湿度传感器和倾角传感器的电源，从而最大限度的降低了传感器的功耗。

进一步的，请参考图2，传感器电源控制电路包括电阻r2、电阻r3、r4、r11、r15、电容c6、电容c7、三极管q2以及mos管t2；电阻r2的一端与温湿度传感器连接，电阻r2的另一端与电容c6的另一端连接，电容c6的一端与三极管q2的发射极连接，电阻r3的一端与倾角传感器连接，电阻r3的另一端与与电容c6的另一端连接，三极管q2的基极与cpu连接，三极管q2的集电极与电阻r11的一端以及电阻r15的一端连接，电阻r15的另一端与电容c7的一端以及mos管t2的栅极连接，电阻r11的另一端与电阻r4的一端、电容c7的另一端以及mos管t2的漏极连接，mos管t2的源极与电容c6的另一端连接。

进一步的，请参考图2，nb模组包括芯片u5a、电阻r21、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电阻r30、电容c19、电容c20、电容c21以及三极管q4；电容c20的一端与电源gnd连接，电容c20的另一端与电阻r21的一端以及芯片u5a的vbta引脚连接；电阻r21的另一端与电源vcc连接，电容c19和电容c21并联于电容c20的两端，电阻r25的一端与u5a的txd引脚连接，电阻r25的另一端通过串口nb_tx与cpu的pa3引脚连接，电阻r26的一端与u5a的rxd引脚连接，电阻r26的另一端通过串口nb_rx与cpu的pa2引脚连接，三极管q4的集电极与u5a的reset引脚连接，三极管q4的发射极与电源gnd连接，三极管q4的基极与电阻r27的一端连接，电阻r30的一端与电阻r27的一端连接，电阻r30的另一端与三极管q4的发射极连接。温湿度传感器的引脚scl与cpu的引脚pb6连接，温湿度传感器的引脚sda与cpu的引脚pb7连接。倾角传感器的引脚scl与cpu的引脚pb6连接，倾角传感器的引脚sda与cpu的引脚pb7连接。

本实施例中，芯片u5a的型号为bg36，温湿度传感器的型号为sht20，倾角传感器的型号为mpu6050。

实施例二

针对于实施例一的基于nb-iot休眠过程中采集井盖状态降低功耗的装置及方法，本发明还提供了一种基于nb-iot休眠过程中采集井盖状态降低功耗的方法，该方法包括以下步骤：

第一步：cpu控制nb模组注网成功后，cpu将其pd2引脚设置为高电平，以打开温湿度传感器和倾角传感器的电源；

第二步：cpu读取温湿度传感器和倾角传感器的数据；

第三步：当cpu读取到数据后将其pd2引脚设置为低电平，以关闭温湿度传感器和倾角传感器的电源。

具体的，当cpu控制nb模组注网成功后，cpu通过控制io口，将pd2设置为高电平，打开温湿度传感器和倾角传感器的电源。从而使温湿度传感器和倾角传感器的电源通电后开始工作，cpu通过iic接口sda/scl读取u3温湿度传感器和u1倾角传感器的数据。当cpu读取到传感器数据后，将io口pd2设置为低电平，关闭u1和u3这两个传感器。从而达到降低传感器功耗的作用。cpu将读取到的传感器的数据通过串口(nb_tx和nb_rx)，将数据传输到nb模组中。nb模组将数据传输到云平台，完成数据发送。当云平台收到数据后，云平台下发一个ack命令。当nb模组收到确认指令后，将确认指令的数据传输到cpu，cpu接收到确认指令，通过串口控制nb模组进入休眠模式，同时，cpu也进入休眠模式。等下一个周期到来后，cpu主动醒来。同时唤醒传感器和nb模块。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。