一种基于NB-IoT的灌溉泵站流量监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，属于数据监测技术领域。

背景技术：

泵站是水利工程中的重要基础设备，承担蓄水灌溉、防洪、调水等重要作用。在我国已经初步形成了大型泵站为主、小型泵站为辅的农业灌溉格局，并且开始从人工管理向着自动化、智能化转变。

随着泵站数量的增加，泵站集中化管理存在困难，监测设备体积庞大、维护成本高、故障无法及时发现与修复等问题亟待解决。而现有的泵站监测装置存在安装复杂、需接入市电后运行、需对原有的泵站安装结构进行改造等客观障碍，无法实现对现有大规模分布式泵站全面监测的目的。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种安装简单、不需要对原有泵站安装结构进行改造，不需要接入市电后运行且能够实现对现有大规模分布式泵站全面监测的目的基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，包括若干个微型监测终端，所述微型监测终端与iot平台进行信息交互，所述iot平台与服务器双向通信，所述服务器与手机app或者web页面通讯相连，所述监测终端包括电路板、电流互感器和取电线圈，所述电流互感器套接在电机的供电电缆外部，所述取电线圈固定在所述供电电缆上，所述取电线圈和电流互感器均接入所述电路板，所述电路板上设置有整流滤波电路以及依次相连的采样电路、主控芯片和nb-iot模块，所述采样电路与所述电流互感器相连，所述整流滤波电路分别与所述取电线圈、采样电路、主控芯片和nb-iot模块相连。

所述取电线圈通过金属扎带与所述供电电缆固定相连。

所述采样电路包括相连的前置采样电路和电能芯片，所述电流互感器与前置采样电路通过插件连接。

所述前置采样电路、电能芯片、主控芯片与nb-iot模块之间的方式连接方式均为印刷铜线物理连接。

所述电能芯片的型号为rn8302。

所述控芯片的型号为stm8l051。

所述nb-iot模块的型号为me3616。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，其监测终端不改变现有水泵电路结构，无需接入市电、体积微小、无需布线、安装方便，对于现有的泵站结构零改动；该系统基于iot平台，无线远程传输数据，实时获取水泵流量数据和运行状态，无线传输至客户端，可对泵站进行全面有效的实时监控，实现大规模泵站的监测与调控，降低电机故障概率，为水量管理、水资源调配提供重要保障。

附图说明

图1为本实用新型一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统的系统框图；

图2为本实用新型监测终端安装示意图；

图3为本实用新型监测终端电路框图；

图4为本实用新型监测终端电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1到图4所示，本实用新型公开一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，包括若干个微型监测终端1，微型监测终端1与iot平台2进行信息交互，iot平台2与服务器3双向通信，服务器3与手机app4或者web页面5通讯相连，客户端联网后可在手机app软件4或者web网页5对泵站运行状态进行实时监控、运行参数调节、流量记录和故障报警。客户端界面可显示各个区域每个水泵7的状态，同时显示水量，为将来的灌溉水费计量做准备。

其中，监测终端1独立安装于驱动水泵7运作的电机6电缆线外部，包括电路板9、电流互感器8和取电线圈10。电流互感器8套接在电机6的供电电缆外部，取电线圈10固定在供电电缆上，取电线圈10通过金属扎带与供电电缆固定相连。取电线圈10和电流互感器8均接入电路板9，电路板9实现数据采集、转换、分析、存储功能。电路板9为经过封装的高精度集成电路板，上面设置有整流滤波电路11以及依次相连的采样电路12、主控芯片14和nb-iot模块15，采样电路12、主控芯片14、整流滤波电路11和nb-iot模块15分别承担信息获取、数据存储与转化、电能管理和远程通信的功能。其中，nb-iot模块15专用于与iot平台2双向远程无线通信。优选地，电控芯片14的型号为stm8l051，nb-iot模块15的型号为me3616。

采样电路12包括相连的由采样电阻构成的前置采样电路和电能芯片13，电能芯片13的型号为rn8302。电流互感器8与前置采样电路通过插件连接。采样电路12与电流互感器8相连，电流互感器8将供电电缆中的大电流转换为小电流，小电流经过前置采样电路后接入电能芯片13，电能芯片13根据测得电流获得功率参数，电能芯片13再将采集得到的信息传送给主控芯片14。主控芯片14根据服务器3上的率定参数获得流量数据，以判断水泵7当前的状态(空载、满载、超载、故障)、计算当次流量、累计流量，数据解析完成后，进行数据存储与转化并传送给nb-iot模块15。

整流滤波电路11分别与取电线圈10、采样电路12、主控芯片14和nb-iot模块15相连，取电线圈10与整流滤波电路11通过导线相连，电缆通电后在取电线圈10中激发感应电流，感应电流经整流滤波电路11后为电路中的电能芯片13、主控芯片14和nb-iot模块15供电，取电线圈10与整流滤波电路11构成独立监测终端1的供电电源。前置采样电路、电能芯片13、主控芯片14与nb-iot模块15之间的方式连接方式均为印刷铜线物理连接。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，其特征在于：包括若干个微型监测终端(1)，所述微型监测终端(1)与iot平台(2)进行信息交互，所述iot平台(2)与服务器(3)双向通信，所述服务器(3)与手机app(4)或者web页面(5)通讯相连，所述监测终端(1)包括电路板(9)、电流互感器(8)和取电线圈(10)，所述电流互感器(8)套接在电机(6)的供电电缆外部，所述取电线圈(10)固定在所述供电电缆上，所述取电线圈(10)和电流互感器(8)均接入所述电路板(9)，所述电路板(9)上设置有整流滤波电路(11)以及依次相连的采样电路(12)、主控芯片(14)和nb-iot模块(15)，所述采样电路(12)与所述电流互感器(8)相连，所述整流滤波电路(11)分别与所述取电线圈(10)、采样电路(12)、主控芯片(14)和nb-iot模块(15)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，其特征在于：所述取电线圈(10)通过金属扎带与所述供电电缆固定相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，其特征在于：所述采样电路(12)包括相连的前置采样电路和电能芯片(13)，所述电流互感器(8)与前置采样电路通过插件连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，其特征在于：所述前置采样电路、电能芯片(13)、主控芯片(14)与nb-iot模块(15)之间的方式连接方式均为印刷铜线物理连接。

5.根据权利要求3所述的一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，其特征在于：所述电能芯片(13)的型号为rn8302。

6.根据权利要求1所述的一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，其特征在于：所述控芯片(14)的型号为stm8l051。

7.根据权利要求1所述的一种基于nb-iot的灌溉泵站流量监测系统，其特征在于：所述nb-iot模块(15)的型号为me3616。

技术总结
本实用新型公开了一种基于NB‑IoT的灌溉泵站流量监测系统，包括若干个微型监测终端，微型监测终端与IoT平台进行信息交互，IoT平台与服务器双向通信，服务器与手机APP或者Web页面通讯相连，监测终端包括电路板、电流互感器和取电线圈，电流互感器套接在电机的供电电缆外部，取电线圈固定在供电电缆上，取电线圈和电流互感器均接入电路板，电路板上设置有整流滤波电路以及依次相连的采样电路、主控芯片和NB‑IoT模块，采样电路与电流互感器相连，整流滤波电路分别与取电线圈、采样电路、主控芯片和NB‑IoT模块相连。本实用新型提供的一种基于NB‑IoT的灌溉泵站流量监测系统，安装简单、不需要对原有泵站安装结构进行改造，不需要接入市电后运行且能够实现对现有大规模分布式泵站全面监测。

技术研发人员：唐启阳;沈金荣;伍敏燕;丁柏文
受保护的技术使用者：河海大学常州校区
技术研发日：2019.09.09
技术公布日：2020.07.10