基于NB-IoT的智能供热控制电路系统的制作方法

基于nb
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iot的智能供热控制电路系统
技术领域
1.本实用新型涉及一种智能供热控制电路系统，更具体说，它是基于nb
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iot的低功耗供热控制电路系统。


背景技术：

2.随着物联网技术的快速发展，智能供热已逐步应用到千家万户。目前常用智能供热有线和无线系统。无线主要采用无线射频或zigbee进行数据传输，这种技术存在传输距离短、覆盖范围小、需要基站多，增加了建设和维护成本。窄带物联网(nb
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iot)技术相比无线射频或zigbee等短距离通信技术，具有大容量、广覆盖、低成本、低功耗等特点，能够带来更加丰富的应用场景，将会成为无线网络发展的主要趋势。因此，有必要提出一种基于nb
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iot的智能供热控制电路系统。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于nb
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iot的智能供热控制电路系统。
4.这种基于nb
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iot的智能供热控制电路系统，包括电源模块，微控制器，nb
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iot无线通信模块，供热管道阀门开关模块以及进水、回水温度检测模块；电源模块中采用低压降线性稳压器，输入电压通过低压降线性稳压器得到的输出电压分别连接微控制器和nb
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iot无线通信模块；微控制器连接供热管道阀门开关模块，供热管道阀门开关模块中连接有若干个三极管和直流电机；微控制器连接nb
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iot无线通信模块；微控制器连接进水、回水温度检测模块，进水、回水温度检测模块中采用一线式数字温度传感器。
5.作为优选：微控制器还连接有晶振电路和复位电路。
6.作为优选：电源模块中输入电压通过低压降线性稳压器得到的输出电压分别为3.3v和3.9v，输出电压3.3v连接微控制器，输出电压3.9v连接nb
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iot无线通信模块。
7.作为优选：电源模块中还连接有备用电源。
8.作为优选：供热管道阀门开关模块中每个三极管配置有偏置电阻器。
9.作为优选：供热管道阀门开关模块中还连接有稳压电容，并配置有放电电阻器。
10.作为优选：nb
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iot无线通信模块中采用bc95芯片。
11.作为优选：一线式数字温度传感器dsl8b20的管脚排列是：数字信号输入和输出端dq、电源地gnd以及外接供电电源输入vdd；dsl8b20的引脚2与微控制器的pet04口连接，并连接上拉电阻。
12.本实用新型的有益效果是：本电路系统针对供热系统实际需求，采用新兴低功耗广域网中nb
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iot无线通信技术，设计并实现了供热系统；利用kl36微控制器为主控模块，采用dsl8b20芯片测量进水、回水温度，对供热管道阀门开关电路创新设计，通过对系统的集成创新设计，达到降低功耗，提高系统可靠性的目的。该系统具有通信距离远、功耗低、抗干扰性强、高性价比等优点。
附图说明
13.图1为总体设计框图；
14.图2为电源电路图；
15.图3为供热阀门开关电路图；
16.图4为nb
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iot无线通信模块电路图；
17.图5为dsl8b20内部结构图；
18.图6为进水、回水温度检测电路图。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
20.本实用新型专利对电路进行了集成创新设计：利用kl36微控制器mkl36z64vlh4为主控模块，采用dsl8b20芯片测量进水、回水温度，对供热管道阀门开关电路创新设计，根据ad1和ad2采样值之差进行判断阀门的开关状态，达到可靠的目的。
21.作为一种实施例，本实用新型提供一种基于nb
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iot的智能供热控制电路系统，本电路系统是以kl36微控制器mkl36z64vlh4为主控模块，包括nb
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iot无线通信模块，电源模块，供热阀门开关模块，进水、回水温度检测模块等，总体架构如图1所示。
22.如图1所示，kl36微控制器mkl36z64vlh4为主控模块，连接kl36引脚与各个模块，实现各个模块功能。利用nb
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iot无线通信模块，将kl36采集的供热进水和回水温度发送到应用层，实现供热阀门的控制功能。电源模块为kl36微控制器和nb
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iot无线通信模块提供工作电源，保障模块的正常工作。微控制器选用kl36作为主控芯片，为保障kl36模块能正常工作，外部需要连接电源电路、晶振电路和复位电路组成最小工作系统。
23.如图2所示为电源模块电路，图中tps709系列芯片为低压降线性稳压器，工作输入电压范围为2.7
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30v，输出电压范围为1.5
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6.5v。其中tps70933芯片输出3.3v电压，为kl36提供额定工作电压，tps70939芯片输出3.9v电压，为nb
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iot无线通信模块提供工作电压，在进行发送或接收数据时，由单片机(kl36微控制器)发出命令使tps70939芯片的en引脚为高电平，使芯片工作，输出3.9v电压，否则，使en引脚为低电平，tps70939芯片停止工作，达到低功耗的目的，节约电池电能。c105功能是备用电源。
24.如图3所示，供热管道阀门开关由直流电机进行控制，电机正转时，打开阀门，电机反转时，关闭阀门。其中：r201
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r206是偏置电阻器，功能是为三极管q201
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q206导通提供偏置电压，c202起稳压作用，r207为c202的放电电阻器，p201为直流电机来控制供热管道阀门。ad1，ad2为采样接口，给kl36微控制器提供ad采样值。阀门打开的情况根据ad1和ad2采样值之差进行判断。电路工作分为三种情况：
25.(1)当vdjz为高电平、vdjf为低电平时，三极管q201
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q203导通，q204
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q206截止，电流流向为q202
→
p201
→
q203，此时电机正转，打开阀门；
26.(2)当vdjz低电平，vdjf高电平时，三极管q201
‑
q203截止，q204
‑
q206导通，电流流向为q205
→
p201
→
q206，电机为反转，关闭阀门；
27.(3)当vdjz，vdjf同时为低电平或高电平时，电机不能转动。
28.如图4所示，nb
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iot无线通信模块在设计上兼容全球移动通信系统/通用分组无线业务系列的m95模块，工作电压为vbat＝3.1
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4.2v，典型值3.8v，bc95芯片控制引脚net light为高电平时，网络正常工作，为低电平的时，网络不能工作。用户身份识别模块用于存放sim卡。
29.如图5所示，dsl8b20是一线式数字温度传感器，具有3引脚t0
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92小体积封装形式；温度测量范围为
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55℃～ 125℃，可编程为9位～12位a/d转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个dsl8b20可以并联到3根或2根线上，cpu只需一根端口线就能与诸多dsl8b20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。dsl8b20内部结构如图5所示，主要由四部分组成：64位rom、温度传感器、非挥发的温度报警触发器th和tl、配置寄存器，其中温度传感器、非挥发的温度报警触发器th和tl、配置寄存器均连接高速暂存器，高速暂存器通过存储和控制逻辑连接64位rom。dsl8b20的管脚排列是：dq为数字信号输入和输出端；gnd为电源地；vdd为外接供电电源输入。
30.如图6所示，芯片dsl8b20的引脚2与kl36微控制器pet04口连接。使用外部5v电源供电，为保证在有效的dsl8b20时钟周期内，提供足够的电流，需要接4.7kω上拉电阻。
31.本文采用nb
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iot技术的数据传输方式进行智能供热控制系统设计，其优点是通过远程进行控制管理，信号抗干扰能力强，能实现远距离的数据传输，使用该智能供热控制系统能够节约人工资源和降低建设成本，便于热力公司实现智能化的管理工作。