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基于NB-IoT的智能井盖方案及其应用

2020-10-27 10:16 出处: 人气: 评论(0
编者按:本文介绍基于NB-IoT的智能井盖设计方案。首先根据需求进行方案设计,并说明其基本特性。然后展开描述智能井盖产品形态,以及内部电子线路板布局,还有模块设计思想。对于设备的安装激活和工作过程,均采用流程图方式表达。


本文引用地址:202010/419512

0 引言

低速率、低功耗和广覆盖的物联网NB-IoT技术应用是5G智慧城市不可或缺的组成,北京智联安作为NB-IoT最早芯片供应商之一,积极探索物联网的落地解决方案,为智慧城市增添芯智慧内涵。NB-IoT专用芯片MK8010所对应的T10标准模组业已推出并通过中国电信的入库入网测试,达到可量产出货要求。

图1 NB-IoT智能井盖方案框图

1 方案设计

智慧城市建设中井盖管理是一个痛点,如井盖丢失、翘起翻覆,井盖移位、水位监测等,于是出现井盖智能化的需求。对此基于NB-IoT的智能井盖方案有效化解这些痛点问题,真正实现物联网NB-IoT技术的落地。根据业主需求和铸铁井盖本身特点的定制方案如图1所示。

该方案主要由NB-IoT模块、单片机MCU和GPS模块,以及磁感应开关组成,可按需选择是否添加水位探头。MCU模块作为主控,NB-IoT模块负责与平台通信GPS模块用于设备定位,而磁感应开关用于检测井盖是否开启。其中磁感应开关有A、B两个探头,可根据具体井盖和底座结构定制安装位置,便于准确检测井盖是否处于开启状态(A探头与设备相连固定于底座,B探头固定于井盖对应位置)。在单底座多井盖情况下,门磁探头数量与井盖数量对应,多个门磁探头间串联后连接到设备端,多个井盖中任一井盖被打开都触发告警。设备和门磁探头安装位置如下图2所示,不同井盖根据情况相应调整。

图2 设备及门磁探头安装位置示意图

NB-IoT智能井盖设备基本特性如表1所示。

表1 NB-IoT智能井盖设备基本特性

2 智能井盖设备设计

智能井盖设备如图3所示。其产品核心就是T10这颗NB-IoT模组,布局简洁且外围器件相对较少。PCB采用通用FR4的4层通孔设计如图4所示。高集成度和易生产性的优势使得整个模组的成本大幅降低,具有很强的竞争力。T10模组硬件布局如图5所示。

图3 智能井盖设备外观

图4 NB-IOT模组PCB板布局

图5 T10模组硬件布局

从原理设计到PCB板级设计,T10都秉持着简洁、易用、低成本、高可靠性的原则,通过大量的测试验证来优化每一处的设计,力求尽善尽美。

3 设备安装及工作流程

设备安装流程如图6所示,工作流程如图7所示。

图6 设备安装流程

图7 设备工作流程

4 结语

北京智联安支持的NB-IoT智能井盖产品开始逐步铺设部署,并且已经投入使用。截止到今2020年6月,首批智能井盖产品在福建安装过千,业主反馈良好,第二批落地安装正在进行中,目标在年底前完成五万块的智能井盖部署。在做好物联网芯片的同时,积极推动NB-IoT创新解决方案落地生根,将为物联网产业发展贡献更多的智慧与力量。

注:本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第10期,欢迎您写论文时引用,并注明出处。

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