[发明专利]一种基于NB-IoT的水土保持监测系统

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IoT的水土保持监测系统，包括：传感器节点，测量一个区域范围内的环境参数和土体参数；将采集的数据通过RS485总线采用SDI‑12协议发出；数据采集节点，通过RS485总线接收采集的环境参数和土体参数数据，进行数据存储并通过局域网或NB‑IoT模块实现通信；服务器端，接收局域网或NB‑IoT模块发送的数据，对传感器节点和数据采集节点进行管理，包括用户权限、数据的收集、整理、传输，以及各设备状态的监控。本发明针对目前水土保持监测数据的实时采集效率和共享率低下等问题，综合考虑了水土保持监测系统的行业特点，结合传感信息与地理位置信息，在本地与云端服务器上实现了基于NB‑IoT的实时水土保持监测系统。

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种基于NB-IoT的水土保持监测系统。

背景技术

早期，水土保持监测主要由监测人员通过纸质记录的方式对水土保持信息进行采集，并对数据信息存储以备查询，普遍存在监测效率低下、实时性不高等缺点。此外，由于各监测点的记录方式和记录标准不尽相同，导致采集的数据信息无法统一分析处理，利用率低下。计算机技术的发展为水土保持监测工作带来极大便利，以本地PC端为代表的水土保持监测软件能够对水土信息进行自动化采集、存储与显示，有效提高了数据的处理效率。然而，随着国家对水土保持监测工作的重视，新的监测站点和水土保持采集设备逐年增多，且多分布于荒山、河谷、险滩等人烟稀少地区，不具备安装本地监测计算机系统的条件。加之监测系统软件面临的数据处理量日益庞大，现有以本地PC机为代表的监测方式已不能满足实际需求。因此，如何开发一种能够实时高效地获取数据信息的水土保持监测系统，以便于监测人员远程获取水土保持监测数据，并实现对采集数据的最大程度共享，是当前水土保持监测领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于NB-IoT的水土保持监测系统，将水土信息与地理位置信息进行融合，通过NB-IoT无线网络上传至云端综合管理平台，完成水土信息的实时监控。

本发明采用以下技术方案：

一种基于NB-IoT的水土保持监测系统，包括：

传感器节点，测量一个区域范围内的环境参数和土体参数；将采集的数据通过RS485总线采用SDI-12协议发出；

数据采集节点，通过RS485总线接收采集的环境参数和土体参数数据，进行数据存储并通过局域网或NB-IoT模块实现通信；

服务器端，接收局域网或NB-IoT模块发送的数据，对传感器节点和数据采集节点进行管理，包括用户权限、数据的收集、整理、传输，以及各设备状态的监控。

具体的，传感器节点包含传感器和GPS模块，传感器根据需求采集或定期采集环境参数和土体参数，通过串口与传感器节点进行通信；GPS模块提供每个传感器节点的位置信息。

进一步的，传感器包括通用环境参数传感器和土体参数传感器。

进一步的，GPS模块采用NMEA-0183协议格式，通过串口与主控模块进行数据交换。

具体的，数据采集节点集成有以太网通信模块，NB-IoT通信模块和数据存储模块，以太网通信模块采用SPI串口与服务器端的本地服务器连接，NB-IoT通信模块通过RS232串口与数据采集节点相连；数据采集节点通过RS485总线，采用SDI-12协议接收传感器节点的数据，通过数据存储模块进行数据存储。

进一步的，NB-IoT通信模块与服务器端的云端服务器端连接用于通信。

进一步的，数据采集节点连接太阳能电池板与充电电池组或直接与市电连接，通过RS485为传感器节点供电。

具体的，服务器端包括本地服务器和云端服务器，本地服务器通过以太网与数据采集节点连接，云服务器通过NB-IoT获取数据采集节点的信息。