一种基于物联网的远程测控终端的制作方法

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1.本实用新型涉及水利测控领域，尤其涉及一种基于物联网的远程测控终端。

背景技术：

2.远程测控终端(rtu)是一种可部署在远离数据采集与监视控制系统(scada)或恶劣工业现场环境的智能单元。一般情况下它具有模块化的结构、计算机测控单元，可将末端检测仪表和执行机构与远程调控中心的主计算机连接起来，具有远程数据采集、控制和通信功能。按照国标cb/t14429-93《远动设备及系统术语》中的定义，远动指应用通信技术，完成遥测、遥信、遥控和遥调等功能的总称即“四遥”。
3.关于rtu的研究国外起步较早，主要生产厂家如艾默生、abb、希斯耐特、霍尼韦尔等，其产品技术成熟，系统稳定。近年来随着国内市场越来越大，国内一些企业积极引进国外技术，在实践中逐步摸索，目前国内厂商在设备的设计和开发能力、产品功能性上已逐步向国外产品靠近，但在产品的可靠性、标准性，通用性上仍有一定的差距，并且由于rtu是专用设备，现在仍没有统一的标准，尤其是在通讯方面，目前主流使用如nb-iot、4g、lora、gprs等手段，通常情况下各生产厂家的rtu不能混用，这极其不利于多地多项目的展开，也不利于规避单一供应商带来的产品风险，而且随着gsm的逐步退网，gprs已逐渐退出主流通信手段，由此可见，rtu的无线回传方式应紧跟通信手段的技术升级。

技术实现要素：

4.本实用新型的技术方案提供一种基于物联网的远程测控终端，包括5g通信模块；所述5g通信模块向下兼容4g、3g和gprs通信、支持nb-iot，同时支持lora自组网结构进行无线通信。
5.进一步地，所述lora自组网结构具体为采用星型拓扑。
6.进一步地，所述测控终端包括电池功耗检测电路，包括功耗检测芯片、电阻r10、电阻r11和电阻r12；所述电阻r12的两端分别连接功耗检测芯片的4脚和5脚；所述功耗检测芯片的3脚连接+5v电源；所述功耗检测芯片的6脚作为输出端out连接至所述测控终端的adc采样端口；所述功耗检测芯片的2脚接地；所述功耗检测芯片的1脚与电阻r10的一端、电阻r11的一端电性连接；电阻r10的另一端接+5v电源；电阻r11的另一端接地。
7.所述测控终端还包括gps定位模块和气压检测单元；所述gps定位模块和气压检测单元均与测控终端控制器电性连接
8.与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：兼容了目前市面上所有无线回传方式，如lora组网、5g、4g、3g和gprs通信、nb-iot通信，使得此款rtu产品可以适用于任何场景，或与任何现已安装的rtu兼容；增加蓄电池功耗检测，可自检是否有仪表发生故障；采用卫星定位+气压计的方式，判断rtu立杆是否被破坏或倾倒。以上多种举措为开展的各种水利工作提供了极大便利。
附图说明
9.图1是本实用新型提供的一种基于物联网的远程测控终端的组网结构示意图；
10.图2是本发明电池功耗检测电路原理图；
11.图3是一个测控终端的结构示意图。
具体实施方式
12.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
13.本实用新型提供了一种基于物联网的远程测控终端。请参考图1，所述测控终端包括：所述测控终端包括5g通信模块；所述5g通信模块向下兼容4g、3g和gprs通信、支持nb-iot，同时支持lora自组网结构进行无线通信。
14.作为一种实施例，所述5g通信模块采用rm510q-gl模块；其向下兼容4g、3g和gprs通信，5g通信模块中，其支持的nb-iot，采用bc95作为通信模块；
15.作为一种实施例，本技术的测控终端，在小范围内(一般3km以内)实现lora自组网，采用星型拓扑结构，其通信时间短，功耗低，非常适合水利应用场景；
16.所述测控终端包括电池功耗检测电路。当测控终端的某些传感器如：液压传感器、电动阀门或者流量计发生异常损坏时，往往会造成电池功率损耗异常，当电池功耗检测到此异常后，轮询传感器，记录每个传感器工作时的功率，对比已知的经验值，即可初步判断出异常设备，并上报故障。
17.请参考图2，图2是电池功耗检测电路原理图；作为一种实施例，所述电池功耗检测电路包括功耗检测芯片u8、电阻r10、电阻r11和电阻r12；所述电阻r12的两端分别连接功耗检测芯片的4脚和5脚，4脚作为电源输入端，5脚作为电源输出端，流经r12的电流在r12两端形成压降，此压降被差分放大器(功耗检测芯片)采集并放大；所述功耗检测芯片的3脚连接+5v电源作为芯片供电；所述功耗检测芯片的6脚作为输出端out连接至所述测控终端的adc采样端口；所述功耗检测芯片的2脚接地；所述功耗检测芯片的1脚与电阻r10的一端、电阻r11的一端电性连接；电阻r10的另一端接+5v电源，电阻r11的另一端接地，以此形成直流分压作为输出端out的参考电平；
18.作为一种实施例，功耗检测芯片采用ina210；电阻r10、r11、r12的参数分别为3k、2k、0.01r；假设此时流过r12的电流为1a，则r12产生0.01v压降，此压降很小，不影响后续电路正常运行，ina210将此压降固定放大200倍，即输出2v；由于ina210的1脚为直流偏置脚，且根据r10和r11的阻值可知，此参考电压为2v，则ina210的输出端out引脚的输出电压为+2v加偏置电压2v，即4v。测控终端检测到此电压后，即可按上述过程反推得到此时功耗为1a。
19.所述测控终端还包括gps定位模块和气压检测单元；所述gps定位模块和气压检测单元均与测控终端控制器电性连接。需要说明的是，控制器采用控制芯片即可，如stm32系列单片机；当然，控制器除了接收gps定位模块的参数和气压检测单元的参数之外，也接收电池功耗检测电路的参数进行输出，输出数据可通过上位机读取，也可通过额外增加显示屏显示，这里仅作示意性解释说明。
20.需要说明的是，gps定位模块采用现有的模块，比如skm61、skg122c等；气压检测单元采用市面现有气压检测传感器即可，比如lvqyc-11lvqyc-21等。其连接方式，根据gps定位模块和气压检测传感器对应的接口说明，与本技术测控终端控制器对应端口进行连接即可，这里不再详细进行说明。
21.作为一种实施例，由于测控终端往往部署在农村或其他人迹罕至的位置，所以容易被人为破坏或者立杆发生倾倒，造成故障。本技术的测控终端通过gps定位模块卫星定位，判断其是否被人为移动，并通过气压检测单元检测得到的气压变化判断立杆是否存在下沉或倾倒，此时便可及时通知维护人员检修，避免损失。
22.最后，请参考图3，图3是一个测控终端的结构示意图。
23.其中5g通信模块用于与其它测控终端组网通信，其可从控制器处获得自身的数据，包括自身功耗、气压检测单元检测的气压数据、gps定位模块获取的位置信息；当然，领域内技术人员也可拓展其它外设模块；
24.另一部分，电池功耗检测电路、气压检测单元、gps定位模块获取遥控终端本身的参数信息，并传输给控制器，控制器根据参数信息进行相应动作，比如本技术中的，将参数信息传输给5g通信模块；5g通信模块也可将以上参数传输给客户端，便于客户端用户及时处理。
25.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
26.本实用新型的有益效果是：调整了目前已有的lora组网结构，减少了无线回传数据卡的数量和维护难度；通过支持多种回传方式设计，如5g、4g、3g、gprs、nb-iot，兼容了市面上所有rtu回传类型，适用于任何应用场合，极大的提高了产品兼容性；增加蓄电池功耗检测，可自检是否有仪表发生故障；采用卫星定位+气压计的方式，判断rtu立杆是否被破坏或倾倒。以上多种举措为开展的各种水利工作提供了极大便利。
27.以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：

1.一种基于物联网的远程测控终端，其特征在于：所述测控终端包括5g通信模块；所述5g通信模块向下兼容4g、3g和gprs通信、支持nb-iot，同时支持lora自组网结构进行无线通信；所述lora自组网结构具体为采用星型拓扑；所述测控终端包括电池功耗检测电路，包括功耗检测芯片、电阻r10、电阻r11和电阻r12；所述电阻r12的两端分别连接功耗检测芯片的4脚和5脚；所述功耗检测芯片的3脚连接+5v电源；所述功耗检测芯片的6脚作为输出端out连接至所述测控终端的adc采样端口；所述功耗检测芯片的2脚接地；所述功耗检测芯片的1脚与电阻r10的一端、电阻r11的一端电性连接；电阻r10的另一端接+5v电源；电阻r11的另一端接地；r12的一端和u8的5脚连接后级rtu的供电。2.如权利要求1所述的一种基于物联网的远程测控终端，其特征在于：所述测控终端还包括gps定位模块和气压检测单元；所述gps定位模块和气压检测单元均与测控终端控制器电性连接。

技术总结

本实用新型公开一种基于物联网的远程测控终端，终端包括：5G通信并向下兼容4G、3G和GPRS通信、NB-IoT、LoRa组网、功耗检测及倾斜检测功能。本实用新型的有益效果是：支持5G、4G、3G、GPRS通信、NB-IoT通信，兼容所有无线回传方式，适用任何应用场景，可替代任何厂家的RTU产品；LoRa组网可以解决偏远地区无运营商支持情况下的数据传输问题；功耗检测可以及时定位问题，避免维护人员多次折返，降低维护成本；倾斜检测可以防患于未然，降低损失扩大的风险。降低损失扩大的风险。降低损失扩大的风险。