[发明专利]一种基于NB-IoT技术的远程采集装置

说明书

本发明实施例公开了一种基于NB‑IoT技术的远程采集装置，该装置包括：中央处理单元，安全模块，NB‑IoT通信模块，电源模块，太阳能电池板，存储部件，传感器组，数据预处理模块，唤醒模块。该装置通过与网络侧设备交互上行数据密钥和下行数据密钥，调用上行数据密钥对待上传的传输数据进行加密，调用下行数据密钥对接收到的数据进行解密，增加了数据传输的安全性，通过在数据预处理模块中增加卡尔曼滤波处理，对接收到的传感器采集的原始数据进行降噪处理，提高了采集数据的准确性，最后，装置的唤醒模块根据网络侧设备发送的唤醒信号激活处于睡眠状态的中央处理单元进行数据的传输接收，保证了数据交互的实时性。

技术领域

本发明属于窄带物联网领域，更具体地，涉及一种基于NB-IoT技术的远程采集装置。

背景技术

基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络环境下，降低部署成本、可实现平滑升级，当前物联网的接入设备数量广泛而快速的增加，前端装置带有传感器的接入是重要的分类，完成某一传感的数值采集并通过无线上传是物联网的重要构成，也是触发物联网执行设备联动的入口，现有的基于NB-IoT的远程采集设备具备如下缺点：远程采集设备通常将传感器采集的环境数据进行汇总后直接透传值网络侧设备进行分析处理，传输的数据未经加密，导致传输的数据容易被黑客获取及篡改，从而降低了数据传输的安全性和可靠性，另一方面，传感器在采集环境数据时，由于传感器自身的噪声和环境变化的干扰，致使测量结果的可信度不断下降，导致后续对环境数据的分析出现错误，最后，当前NB-IoT等蜂窝物联网设备都具备极具竞争力的低功耗技术，如PSM等，但当终端处于PSM状态下时，无法接收网络侧的任何信息，由于缺乏实时响应特性导致网络侧设备只能被动地接收数据。鉴于上述缺陷，如何提供一种安全性高，精度高，实时性高的远程采集设备成为行业亟待解决的问题。

发明内容

本申请解决的技术问题之一是提供一种基于NB-IoT技术的远程采集装置。

根据本发明一方面的一个实施例，提供了一种基于NB-IoT技术的远程采集装置。所述装置包括：中央处理单元，安全模块，NB-IoT通信模块，电源模块，太阳能电池板，存储部件，传感器组，数据预处理模块，唤醒模块，其中，所述安全模块，电源模块，存储部件，数据预处理模块与所述中央处理单元相连接，所述NB-IoT通信模块与所述安全模块相连接，所述传感器组与数据预处理模块连接；太阳能电池板与电源模块连接；所述唤醒模块分别于NB-IoT通信模块以及中央处理单元相连接。

进一步地，所述数据预处理模块提供多种通信协议接口，每个通信协议接口对应连接相应协议接口的传感器，接收来自传感器的数据，并对数据进行预处理，此外，数据预处理模块包括多条缓存路径和输出路径，每条缓存路径对应同一类型的传感器采集到的数据，所述多条缓存路径相互隔离，将预处理后的传感器采集到的数据，进行筛选和缓存，并将缓存的数据进行分组，通过输出路径进一步传输至中央处理单元。

进一步地，所述唤醒模块通过NB-IoT通信模块接收网络侧设备发送的唤醒信号，并对唤醒信号进行解析，当解析出唤醒信号中包含的认证信息与之前存储的认证信息一致，则向中央处理单元发送唤醒信号，中央处理单元在接收到唤醒信号后，由深度睡眠状态转变为浅度睡眠状态或业务激活状态；中央处理单元通过NB-IoT通信模块向网络侧设备发送应答信号，更新计数器，并使用被更新的计数器、自身的身份信息、网络侧设备的身份信息和与网络侧设备的共享的密匙，更新存储的认证信息，并将更新存储的认证信息发送给唤醒模块以及网络侧设备。