基于LTECat.1通信一拖多传感器垃圾箱监测系统的制作方法

基于lte cat.1通信一拖多传感器垃圾箱监测系统
技术领域
1.本实用新型涉及垃圾箱监测技术领域，特别是涉及一种基于lte cat.1通信一拖多传感器垃圾箱监测系统。


背景技术：

2.垃圾分类是对垃圾进行有效处置的一种科学方法，其是对传统的垃圾处置方式的改革。面对日益增长的垃圾和环境恶化局面，如何通过垃圾分类管理，最大限度的实现垃圾资源利用，减少垃圾处置量，改善生存环境质量，是世界各国共同关注的重要问题之一。近年来我国对垃圾分类也越来越重视，出台了相关的法律法规，来引导和规范居民进行正确的垃圾分类。
3.目前，我国市面上常见的大多是四分类垃圾桶，但是对于四分类垃圾桶相关指标的监测还不够完善，在一些城市试点区域对垃圾桶做检测，大都采用一个单独的传感器来监测，这种监测所提供的监测数据的可靠性和稳定性不够，针对此类产品监测装置进行优化改进具有重要意义。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供一种基于lte cat.1通信一拖多传感器垃圾箱监测系统，其结构简单，设计合理，监测可靠性高。
5.本实用新型采用的技术方案是：
6.一种基于lte cat.1通信一拖多传感器垃圾箱监测系统，包括控制通讯模块和传感器监测模块，所述控制通讯模块和所述传感器监测模块之间采用防水航空插头连接，所述控制通讯模块设有电源管理单元、中央控制单元和无线通讯单元，所述电源管理单元分别与所述中央控制单元和所述无线通讯单元连接，所述无线通讯单元采用lte cat.1通信，所述传感器监测模块设有垃圾容量监测传感器、异味监测传感器和烟雾监测传感器。
7.作为进一步的方案，所述电源管理单元包括供电部分和控制部分。
8.作为进一步的方案，所述供电部分采用锂亚电池。
9.作为进一步的方案，所述控制部分采用升压型开关电源。
10.作为进一步的方案，所述中央控制单元采用st低功耗处理器。
11.作为进一步的方案，所述垃圾容量监测传感器、所述异味监测传感器和所述烟雾监测传感器分别设有四个。
12.作为进一步的方案，所述垃圾容量监测传感器采用tof激光测距传感器。
13.作为进一步的方案，所述异味监测传感器采用电化学传感器，且内置温度传感器进行温度补偿。
14.作为进一步的方案，所述烟雾监测传感器包括金属壳体、微型al2o3陶瓷基片、加热器和金属氧化物半导体气敏层，所述微型al2o3陶瓷基片装设于所述金属壳体内，所述加热器和所述金属氧化物半导体气敏层分设于所述微型al2o3陶瓷基片的正反两面。
15.本实用新型的有益效果如下：
16.本实用新型包括控制通讯模块和传感器监测模块，所述控制通讯模块和所述传感器监测模块之间采用防水航空插头连接，所述控制通讯模块设有电源管理单元、中央控制单元和无线通讯单元，所述电源管理单元分别与所述中央控制单元和所述无线通讯单元连接，所述无线通讯单元采用lte cat.1通信，所述传感器监测模块设有垃圾容量监测传感器、异味监测传感器和烟雾监测传感器，本实用新型结构简单，设计合理，采用lte cat.1的通信方式，覆盖广、速度快，延时低，同时，采用多传感器监测，整个系统的数据监测稳定可靠，有效确保监测质量，进而保证环境安全，此外，采用分体式的连接的控制通讯模块和传感器监测模块，安装更为灵活，使用方便。
附图说明
17.图1为本实用新型的流程图；
18.图2为本实用新型的控制通讯模块的流程示意图；
19.附图标记说明：1.控制通讯模块、11.电源管理单元、111.供电部分、112.控制部分、12.中央控制单元、13.无线通讯单元、2.传感器监测模块、21.垃圾容量监测传感器、22.异味监测传感器、23.烟雾监测传感器。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
21.如图1～图2所示，本实施例所述的基于lte cat.1通信一拖多传感器垃圾箱监测系统，包括控制通讯模块1和传感器监测模块2，所述控制通讯模块1和所述传感器监测模块2之间采用防水航空插头连接，所述控制通讯模块1设有电源管理单元11、中央控制单元12和无线通讯单元13，所述电源管理单元11分别与所述中央控制单元12和所述无线通讯单元13连接，所述无线通讯单元13采用lte cat.1通信，所述传感器监测模块2设有垃圾容量监测传感器21、异味监测传感器22和烟雾监测传感器23，具体地，本实施例中，所述无线通讯单元13采用的是一款高性能、低功耗且多频段的lte cat.1无线通信模块，其尺寸为22.9mm
×
23.9mm
×
2.4mm，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，同时有效优化产品成本。本实施例简单，设计合理，采用lte cat.1的通信方式，lte cat.1相比nb
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iot，2g模组，在网络覆盖、速度和延时上均有优势，相比传统的lte cat.4模组则更拥有低成本和低功耗的优势，并且拥有相同的毫秒级传输时延，以及支持100km/h以上的移动速度，且lte cat.1适配于当前国内的4g网络，通信速度更快，同时，本实施例中采用多个传感器监测，整个系统的数据监测稳定可靠，有效确保监测质量，进而保证环境安全，此外，本实施例采用分体式的连接的控制通讯模块1和传感器监测模块2，通过外部防水航空插头连接，整个设备的防水等级达到ip68等级，并且按照实际的应用场景，可以扩展一路，两路，三路，四路等多种方式，安装更为灵活，使用方便，可以根据实际需求外挂更多数量和种类的传感器，同样也可应用于更多的场景。
22.其中，所述电源管理单元11包括供电部分111和控制部分112，所述供电部分111采用锂亚电池，所述控制部分112采用升压型开关，具体地，本实施例中，选用的是er34615 hpc1530电池，电池容量为19000mah/3.6v，同时复合电容hpc1530跟锂亚电池并联，可以给
无线通信系统提供3a以上的脉冲放电能力，从而保证无线通信部分的正常工作，控制部分112采用升压型开关电源，在保证系统稳定性的前提下，可以很好的提升系统的效率。
23.所述中央控制单元12采用st低功耗处理器，其可以实现在低功耗sleep模式下功耗0.35ua,并且动态运行模式下的功耗180ua/mhz，以更好地满足设备在低功耗场景应用。
24.所述垃圾容量监测传感器21、所述异味监测传感器22和所述烟雾监测传感器23分别设有四个，本实施例中，通过分别设置四个垃圾容量监测传感器21、异味监测传感器22和烟雾监测传感器23，可以确保在四分类垃圾桶的每个桶中，装设对应的传感器，在其他实施例中，可以根据实际监测需求，增设传感器数量，具体地，可以采用下述安装方式：
25.采用一个控制通讯模块加12个传感器模块组成，控制通讯模块1安装在垃圾桶的正中间位置，然后分别在两边分别引出传感器监测模块2，传感器监测模块2跟控制通讯模块1通过带防水的航空插头连接线来连接，12个传感器分别编号，并且跟垃圾桶的类别对应起来，安装在每一个垃圾桶箱的中间正上方位置。用来监测每一个垃圾箱的环境参数，每一组四分类垃圾箱作为一个独立的通信单元，通过lte cat.1将环境数据发送到云端平台以及移动app端，一旦所检测的三个参数有超标，系统会及时通知工作人员做相应的处理措施，从而极大地提高了垃圾箱管理的工作效率，也提升了城市环境卫生质量，保证了城市的环境安全。
26.具体地，所述垃圾容量监测传感器21采用tof激光测距传感器，可以提供精确的距离测量，且测距距离更长，对环境光的免疫性强，具有更好的监测稳定性，从而确保对垃圾箱内的垃圾量进行有效监测。
27.所述异味监测传感器22采用电化学传感器，且内置温度传感器进行温度补偿，本实施例这样的设置，具有较高的灵敏度和分辨率，可精确地测量环境中的异味浓度，当监测到异味浓度超过设定的阈值时，云端平台会及时通知环卫工作者及时清理，保证监测的稳定和准确性，同时其工作时电流不超过5ma，可以降低能耗，延长运行时间。
28.所述烟雾监测传感器23包括金属壳体、微型al2o3陶瓷基片、加热器和金属氧化物半导体气敏层，所述微型al2o3陶瓷基片装设于所述金属壳体内，所述加热器和所述金属氧化物半导体气敏层分设于所述微型al2o3陶瓷基片的正反两面，本实施例这样的设置，当环境空气中有被检测气体存在时，传感器电导率发生变化，该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高，以此来监测垃圾桶内是否有着火发生，一旦检测到烟雾浓度，数据会上报到远端平台并通知给工作人员及时清理，防止火灾等意外发生。
29.本实用新型的工作原理：
30.启动监测系统，传感器监测模块2每五分钟测量一次垃圾桶内的垃圾量、异味和烟雾的参数，当检测到圾桶内三个参数中的任意一个的指标达到一定阈值时(该阈值可由服务器远程调节)，系统会打开通讯模块部分，并将本次检测到的数据通过控制通讯模块1上传到云平台系统，并在云平台系统通知提示工作人员具体垃圾桶的环境质量参数，需要做出相应的处理措施，从而极大地提升了整个城市环卫工作的效率，保证城市环境卫生的质量和安全。
31.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属
于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。