[发明专利]一种基于NB‑IoT的直饮水机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及NB-IoT技术的，尤其涉及一种基于NB-IoT的直饮水机控制系统。

背景技术

传统饮水机的取用一般是用磁卡，磁卡刷感应器，水龙头打开，用户可以接水，达到一定量，用户再次刷卡，磁卡扣费，水龙头关闭。感应器读取磁卡需要一定的时间，从刷卡结束到水龙头的开闭需要几秒，延时导致刷卡结束水龙头仍流水，造成不必要的浪费。制作磁卡也需要成本，既浪费资源也不经济。传统饮水机还有最不可忽视的一个弊端，饮水机内部有滤芯，滤芯有使用寿命，滤芯过滤一定的水流量就需要更换，传统饮水机因为无法计算出水流量，只能定期更换滤芯，更换频繁耗时耗力耗资金；更换太慢水质无法保证。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于NB-IoT的直饮水机控制系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于NB-IoT的直饮水机控制系统，该系统包括流量计、主控制器、电源模块、NB-IoT模组(以下简称NB模组)、物联网云平台、数据服务器与用户终端；

流量计与水管物理连接；流量计把流量转化为脉冲，主控制器对流量计的脉冲进行计数，进而确定输出的流量，流量决定电阀门的开关；

主控制器在整个控制系统中承担大脑和心脏的作用，负责调度任务分配以及数据的收集和传送。主控制器包括数据采集模块与数据上传模块；主控制器与流量计连接，流量计将脉冲信号传给主控制器的数据采集模块，主控制器检测收到的脉冲；主控制器与NB模组相连，通过数据上传模块按照异步串行通信协议进行流量数据的上传；主控制器通过流量计检测水管流出的流量，将接收的脉冲信号计数，并将数据压缩后按照NB模组的协议要求发送至NB模组，模组将数据上传至物联网云平台；用户终端根据自己的需求向云平台发送指令，云平台将下发指令传输给NB模组，NB模组解析用户指令，将解析后的用户指令传送给主控制器，主控制器根据接收到的指令控制电阀门进入不同的工作状态；

NB模组与物联网云平台对接，收到物联网平台的数据包后立刻从休眠状态切换至工作状态，将接收到的数据包发送到主控制器，主控制器接收并解析物联网云平台下发的用户指令，在完成物联网平台下发的指令后，主控制器发送已完成的信号到NB模组，NB模组再将信号返回至物联网平台；

物联网云平台分别与数据服务器、用户终端对接，数据服务器与用户终端对接；物联网云平台接收NB模组发送的数据包，对有效数据进行存储，根据用户要求将有效数据推送至用户的数据服务器和/或用户终端，接收用户终端发送的用户指令，将用户指令下发至NB模组。

进一步地，所述主控制器为意法半导体公司的低功耗微控制器STM32F302CC；微控制器基于Cortex-M4内核，微控制器带有256KB的FLASH和40KB的SRAM；工作电压范围为2.0～3.6V；主控制器的外围电路由时钟电路、复位电路、电源转化电路组成；系统时钟包括高频时钟与RTC时钟，高频时钟由16MHz产生，RTC时钟由32.768KHz时钟产生；

首先主控制器上电，硬件接口进行初始化，完成串口波特率与校验位的配置；然后对NB模组进行配置，激活NB模组进入工作状态，搜索NB网络信号，并完成入网操作；NB模组接入网络后，主控制器开始执行连接物联网云平台操作，使NB模组接入用户指定的物联网云平台；NB模组连接到物联网云平台并向物联网云平台发送验证信息，验证成功时物联网云平台下发校验成功指令；

主控制器收到NB模组发来校验成功的消息后首先开启电阀门，流量计测量水流量，并把流量数据转化为脉冲数据，主控制器读取脉冲数据，并根据NB模组下发的流量限值对脉冲进行计数，当脉冲个数达到流量限值，主控制器下发指令关闭电阀门。

进一步地，所述NB模组为BC95-CM:B8，模组正常工作电压范围为3.1～4.2V，休眠状态下工作电流低至10uA；NB模组实现数据通信的信号灵敏度低至-135dBm；NB模组具备两个UART接口和一个ADC接口，UART接口用于NB模组与主控制器间的双向通信与NB模组的固件升级，ADC接口用于系统水流量监测；BC95-CM:B8支持900MHz频段，通过移动蜂窝网络技术接入核心网，然后经路由、防火墙与公网连接。

进一步地，流量数据在物联网云平台完成解析与储存，同时可推送至用户的数据服务器与用户终端；