一种基于NB-IoT网络的低功耗输电线路温湿度环境监测装置的制作方法

本实用新型属于输电线路监测技术领域，尤其是一种基于NB-IoT网络的低功耗输电线路温湿度环境监测装置。

背景技术：

杆塔是架空输电线路中用来支撑导线和避雷线的构筑物。杆塔周围的气象环境对于杆塔的安全非常重要，因季节变化，经常会发生火灾等影响安全的事故。

目前，对于杆塔周围气象环境的监测装置非常多，但是大部分的监测装置均为多要素集成，体积较大，且功耗非常大。还有一部分的监测装置是基于GSM/GPRS/3G/4G通讯或者无线局域网通讯的，基于GSM/GPRS/3G/4G通讯的监测装置由于通讯模块的耗电量很大，会降低电池电源的使用时长，而基于无线局域网通讯的监测装置会增加数据集中和中转装置，功耗会更大，并且通讯架构上层次更复杂，增加了系统出故障的可能性，降低了系统的稳定性。

现有技术中提供了“一种基于GPRS电力输电线路杆塔倾斜探测系统”，公告日：2017.8.11，公告号：CN206399414U的中国专利，包括环境检测子系统、控制模块、定位模块、电源模块、无线通讯模块、显示终端；其中，环境检测子系统包括温湿度检测模块、倾斜检测模块；工作人员通过所述显示终端发送查询指令经所述无线通信模块至所述控制模块，所述控制模块将所述温湿度检测模块、倾斜检测模块和定位模块采集数据信息经所述无线通信模块发送至所述显示终端。所述环境检测子系统集成了多个检测模块，这样做出来的模块体积较大，功耗较高，同时，无线通信模块为GPRS通信，用于发送数据信息至显示终端。这种通讯模块的耗电量比较大，会降低电池电源的使用时长。

为了解决上述问题，有必要针对存在的问题，开发出通讯架构层次简单，通讯可靠，低功耗的新型杆塔温湿度监测装置。

技术实现要素：

为了解决上述提到的问题，本实用新型提出了一种基于NB-IoT网络的低功耗输电线路温湿度环境监测装置。

具体技术方案如下：

一种基于NB-IoT网络的低功耗输电线路温湿度环境监测装置，包括：温湿度采集芯片、MCU、NB-IoT通讯模块、天线和远程服务器；

所述温湿度采集芯片采集杆塔所在位置环境温度的原始二进制数据ST和环境湿度的原始二进制数据SRH，并传输到MCU；

所述MCU接收温湿度采集芯片传输的原始二进制数据，分别通过公式和计算真实温度数值和相对湿度数值，并将真实温度数值和相对湿度数值传输到NB-IoT通讯模块；

所述NB-IoT通讯模块将接收到的数据解析成无线信号，使用天线通过无线网络发送到远程服务器。

优选地，还包括供电系统。

优选地，所述MCU无信息输入输出时，处于睡眠状态。

优选地，所述NB-IoT通讯模块无信息输入输出时，处于睡眠状态。

优选地，所述温湿度采集芯片的型号为SHT20。

优选地，所述供电系统包括干电池、光伏电池板、蓄电池和线路加线圈感应中的一种或多种。

优选地，所述MCU包括储存模块。

优选地，所述供电系统为光伏电池板和蓄电池的组合。

优选地，所述温湿度采集芯片设置在杆塔上。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种基于NB-IoT网络的低功耗输电线路温湿度环境监测装置具有以下优势：

本实用新型提出的一种基于NB-IoT网络的低功耗输电线路温湿度环境监测装置，通过使用低功耗的NB-IoT通讯技术，结合MCU控制器的深度睡眠节能技术，达到整体测量装置的降功耗效果，从而解决输电线路温湿度环境监测装置功耗大、电源使用寿命短的问题，同时，通讯模块与服务器直连，简化了通讯架构。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种基于NB-IoT网络的低功耗输电线路温湿度环境监测装置的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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做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。

图1为本实用新型提出的一种基于NB-IoT网络的低功耗输电线路温湿度环境监测装置的示意图，包括：温湿度采集芯片、MCU、NB-IoT通讯模块、天线和远程服务器；所述温湿度采集芯片采集杆塔所在位置环境温度的原始二进制数据ST和环境湿度的原始二进制数据SRH，并传输到MCU；所述MCU接收温湿度采集芯片传输的原始二进制数据，分别通过公式和计算真实温度数值和相对湿度数值，并将真实温度数值和相对湿度数值传输到NB-IoT通讯模块；所述NB-IoT通讯模块将接收到的数据解析成无线信号，使用天线通过无线网络发送到远程服务器。所述温湿度采集芯片设置在杆塔上。

所述MCU和NB-IoT通讯模块在无信息输入输出时，处于睡眠状态。

本实用新型还包括供电系统，所述供电系统包括干电池、光伏电池板、蓄电池和线路加线圈感应中的一种或多种，优选光伏电池板和蓄电池的组合。

所述温湿度采集芯片的型号优选SHT20，但是不限于这种型号，任何可以测定温湿度的芯片都满足要求。

所述MCU包括储存模块。SHT20的温湿度采集芯片将采集到的温湿度数据上传至MCU，上传周期为1分钟1次。上传的数据均储存在MCU的储存模块中，储存模块中的数据可以保存30天，30天之后覆盖之前的数据。

电源类型：

高能电池：此处满足8年使用要求，高能电池容量需求稍大，传感器重量和体积相对需要增加。

光伏电池板+蓄电池：此组合为优选方案，利用绿色环保的太阳能能源对蓄电池进行充电，极大地降低了整个设备的重量和体积。

在线感应取电+蓄电池：从线路上窃取电能会对输电线路会造成影响，一般较少使用。

综上所述，本实用新型提出的一种基于NB-IoT网络的低功耗输电线路温湿度环境监测装置，通过使用低功耗的NB-IoT通讯技术，结合MCU控制器的深度睡眠节能技术，达到整体测量装置的降功耗效果，从而解决输电线路温湿度环境监测装置功耗大、电源使用寿命短的问题，同时，通讯模块与服务器直连，简化了通讯架构。

以上的实施方式均为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利保护范围。任何本实用新型所属的技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，对本实用新型的内容所做的等效结构与等效步骤的变换均落入本实用新型要求保护的专利范围之内。