[发明专利]一种基于NB-IoT的物体倾覆预警系统

权利要求书

1.一种基于NB-IoT的物体倾覆预警系统，其特征在于，包括：

多个探测器，具有用于固定在被测物体上的外壳、设置在所述外壳内的PCB线路板以及设置在所述PCB线路板上的监测电路，所述监测电路具有固定于所述PCB印刷线路板中心位置的用于实时感知所述被测物体的空间运动的六个自由度参数的MEMS惯性传感器模块U2、用于感知所述被测物体的周围环境温湿度参数的AM2302环境温湿度监测传感器模块U4、用于传输所述自由度参数和所述环境温湿度参数的NB-IoT数据模块U3以及用于对所述自由度参数和所述环境温湿度参数进行预处理的32位低功耗STM32F103C单片机U1；

云服务器，与所述探测器通过广域物联网NB-IoT基站构成的广域物联网通信连接，用于接收预处理后的所述自由度参数和所述环境温湿度参数并根据预处理后的所述自由度参数和所述环境温湿度参数得出所述被测物体的倾角和发生倾覆的危险性等级从而进行判断，进而发出预警信号；以及

多个预警终端，通过所述广域物联网与所述云服务器通信连接，用于接收所述预警信号，

其中，所述32位低功耗STM32F103C单片机U1具有Kalman滤波单元以及数据计算单元，

所述Kalman滤波单元用于将所述被测物体的六个自由度参数进行滤波融合处理，通过最优估计算法得到所述被测物体的倾角，

所述数据计算单元对所述六个自由度参数进行递归计算，根据计算出的值来判断所述被测物体发生倾覆的危险性等级，

所述NB-IoT数据模块U3具有用于设定传输所述自由度参数和所述环境温湿度参数的间隔时间的时间设定单元、用于设定所述环境温湿度参数阈值的阈值设定单元、用于分析环境温湿度参数的数据分析单元所述以及用于传输所述自由度参数和所述环境温湿度参数的数据传输单元，

所述阈值设定单元预先设定一个所述环境温湿度参数阈值，当所述数据分析单元分析出采集得到的所述环境温湿度参数达到所述环境温湿度参数阈值时，所述时间设定单元减小所述自由度参数和所述环境温湿度参数上传的时间间隔来提高所述自由度参数和所述环境温湿度参数的采集频率，从而通过所述数据传输单元将所述自由度参数和所述环境温湿度参数分别传输到所述Kalman滤波单元进行滤波融合和所述数据分析单元进行递归计算，得到所述被测物体的倾角以及发生倾覆的危险性等级，而后将所述倾角和所述危险性等级发送到所述云服务器进行判断，进而发出预警信号。

2.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的物体倾覆预警系统，其特征在于：

其中，所述六个自由度参数分别为所述被测物体的沿着X轴的加速度、沿着Y轴的加速度、沿着Z轴的加速度、绕着X轴的转动角度、绕着Y轴的转动角度Y以及绕着Z轴的转动角度。

3.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的物体倾覆预警系统，其特征在于：

其中，所述监测电路还具有AMS1117稳压电路U5，

所述AMS1117稳压电路U5的电压为3.3V，用于提供工作电源。

4.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的物体倾覆预警系统，其特征在于：

其中，所述32位低功耗STM32F103C单片机U1的PA2/TXD2和PA3/RXD2引脚通过MEMS惯性传感器模块U2的预留调试接口J2连接到所述MEMS惯性传感器模块U2的RX和TX引脚上，用于采集和处理所述六个自由度参数，

所述32位低功耗STM32F103C单片机U1的PA1/ADC1引脚与所述AM2302环境温湿度监测传感器模块U4的3引脚连接，用于采集和处理所述环境温湿度参数，

所述32位低功耗STM32F103C单片机U1的PA10/RXD1引脚通过所述NB-IoT数据模块U3的预留调试接口J1与所述NB-IoT数据模块U3的TXD引脚连接，用于传输处理后的所述六个自由度参数和所述环境温湿度参数。