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基于NB-IoT智能燃气表的低功耗系统设计与实现
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更新于2023-06-05
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针对传统燃气表抄表工作繁琐,统计数据易出错等缺点,设计并实现了基于NB-IoT通信技术的智能燃气表低功耗系统。此系统采用STM32作为微控制器,软件架构基于FreeRTOS操作系统,运用NB-IoT技术将表端信息上传至抄表平台,为燃气企业提供更加高效的运营方案。本文从低功耗控制芯片与通讯模组选型、供电系统低功耗硬件电路设计、系统软件设计、实验验证分析这几个方面进行研究,对于无线远传燃气表的低功耗及稳定性发展有着重要的研究意义。
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电子设计工程
Electronic Design Engineering
第 28卷
Vol.28
第 21期
No.21
2020年 11月
Nov. 2020
收稿日期:2019-12-25 稿件编号:201912201
作者简介:方 冉(1997—),男,安徽池州人,硕士研究生。研究方向:精密测量与智能控制。
无线通信以及物联网技术的高速发展,尤其是
5G 通讯技术的日渐成熟,不仅使得信息的传播速度
成倍增加,也使得信息的交换从人与人之间传播逐
渐扩 展到物与物 之间
[1]
。在 仪表行业,特别 是燃气
表、电表、水表等与人们日常生活密切相关的仪表逐
渐趋于智能化。传统燃气表有着抄表工作繁琐,统
计数据容易出错等一系列问题,无线远传智能燃气
表的出现很好地解决了这一系列问题,也大大节约
了燃气公司的运营成本
[2]
。在目前智能燃气表所运
用的通 信系统 中,目 前比较 先进的 有 Wi-Fi、GPRS
通信 技术、LoRa 通信 技术、NB-IoT 技术
[3]
。NB-IoT
基于蜂窝的窄带物联网技术,有着覆盖面积广、传输
速度快 、连接 点多等 优势。 此外,低功耗 也是 NB-
IoT 系统的优势之一,能够在高效连接设备的同时消
耗极低的电能
[4]
。通过对智能燃气表的低功耗系统
的不断研究,能够大大延长仪表的使用寿命以及提
高仪表的稳定性。
1 总体设计方案
此次 研究的智能 燃气 表系统方案是以 NB-IoT
通信 技术 做为基础,采用 STM32 作为控制器 MCU,
基于 NB-IoT 智能燃气表的低功耗系统设计与实现
方 冉
1
,麦云飞
1
,胡 莽
2
(1. 上海理工大学 机械工程学院,上海 200093;2. 上海飞奥燃气设备有限公司 上海 201201)
摘要:针对传统燃气表抄表工作繁琐,统计数据易出错等缺点,设计并实现了基于 NB-IoT 通信技
术的智能燃气表低功耗系统。此系统采用 STM32 作为微控制器,软件架构基于 FreeRTOS 操作系
统,运用 NB-IoT 技术将表端信息上传至抄表平台,为燃气企业提供更加高效的运营方案。本文从
低功耗控制芯片与通讯模组选型、供电系统低功耗硬件电路设计、系统软件设计、实验验证分析这
几个方面进行研究,对于无线远传燃气表的低功耗及稳定性发展有着重要的研究意义。
关键词:NB-IoT 技术;STM32;燃气表;低功耗
中图分类号:TN876 文献标识码:A 文章编号:1674-6236(2020)21-0120-05
DOI:10.14022/j.issn1674-6236.2020.21.026
Low power consumption system design based on NB⁃IoT smart gas meter
FANG Ran
1
,MAI Yunfei
1
,HU Mang
2
(1. School of Mechanical Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai
200093,China;2. Shanghai Fiorentini Gas Equipment Co.,Ltd.,Shanghai 201201,China)
Abstract: Aiming at the shortcomings of traditional gas meter reading,such as tedious work and error ⁃
prone statistical data,a low power consumption intelligent gas meter system based on NB ⁃ IoT commu
nication technology is designed and implemented. This system adopts STM32 as the microcontroller,the
software architecture is based on FreeRTOS operating system,and NB⁃IoT technology is used to upload
the information of the meter end to the meter reading platform,providing a more efficient operation plan
for gas enterprises. This paper studies the low ⁃power control chip and communication module selection,
the low ⁃ power hardware circuit design of power supply system,the system software design,and the
experimental verification analysis,which have important research significance for the development of low⁃
power and stability of wireless remote transmission gas meter.
Keywords: NB⁃IoT technology;STM32;gas meter;low power consumption
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