物联网终端数据监测设备的制作方法

本实用新型涉及物联网终端数据监测设备领域，更具体涉及应用nb-iot、联邦学习和区块链的物联网终端数据监测设备。

背景技术：

现有物联网数据监测设备大多采用gprs或cdma通信的方式，gprs速率低、延迟高、频宽利用率低，无法实现低时延数据传输以及大带宽通信，不利于大数据时代的应用，cdma由于所有的基站都使用同一个频率，相互之间是存在干扰的，cdma通信的方式已不适合智能建筑以及智慧城市的应用。

窄带物联网(narrowbandinternetofthings,nb-iot)构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的带宽，可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。联邦机器学习(federatedmachinelearning/federatedlearning)是一个机器学习框架，能有效帮助多个机构在满足用户隐私保护、数据安全和政府法规的要求下，进行数据使用和机器学习建模。超级账本(hyperledger)由于点对点网络的特性，分布式账本技术是完全共享、透明和去中心化的，能够安全和高效低成本的进行追踪和交易。

组合利用nb-iot通信技术、联邦机器学习和超级账本(亦称区块链)来实现物联网数据监测，具有如下优点：1)低功耗，待机时间远远超过以往物联网终端，适合难以供电或无法更换电池的环境；2)覆盖广且深，比gprs覆盖增强20db ，在厂区、地下车库、地下室、部署在地下的水表电表等都可以应用；3)将数据利用采集起来利用联邦学习进行本地训练，再将训练所得参数利用区块链发送到云端进行汇总，避免了隐私泄露的风险。

故而，有必要提出应用nb-iot、联邦学习和区块链的物联网终端数据监测设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种物联网终端数据监测设备，具有功耗低、散热防尘、数据隐私性好、易于组建网络系统的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：

提供一种物联网终端数据监测设备，包括外保护壳和设置在所述外保护壳内的中央处理模块，所述外保护壳对外设置外围感知接口、外部通讯接口，所述外围感知接口用于连接传感器并进行数据采集，所述外部通讯接口用于通讯连接并发送数据，所述中央处理模块包括数据处理芯片模组和nb-iot模块，所述外围感知接口连接所述数据处理芯片模组，所述数据处理芯片模组连接所述nb-iot模块，所述nb-iot模块连接所述外部通讯接口，所述外保护壳的内腔上壁开口，并在开口处固定连接一号防尘挡网，所述外保护壳的内腔上壁对应所述一号防尘挡网的内侧固定安装风机，所述风机连接所述中央处理模块，所述外保护壳的内腔内、所述风机与所述中央处理模块之间设置二号防尘挡网，所述二号防尘挡网的两端固定连接在所述外保护壳的左、右壁上，所述外保护壳与内腔上壁相对的底壁处开设有若干通风孔。

进一步地，所述外围感知接口和所述外部通讯接口分别设置在所述外保护壳的左、右壁的外侧。

进一步地，所述通风孔等距排布。

进一步地，所述一号防尘挡网和所述二号防尘挡网材质均为镀锌板，其网孔半径大小均为0.5mm。

进一步地，所述外保护壳内还设置若干线路固定结构，所述中央处理模块与所述外围感知接口和所述外部通讯接口之间的连接线通过所述线路固定结构固定，所述线路固定结构在所述外保护壳左、右壁的内侧对称设置。

进一步地，所述线路固定结构包括固定板和连接板，所述固定板与所述连接板之间形成夹持固定线路的结构，所述固定板与所述连接板的一端通过转动节转动连接，所述固定板与所述连接板的另一端通过卡扣实现卡接固定。

进一步地，所述连接板内部开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑动杆，所述滑动杆的一端固定连接弹簧的一端，所述弹簧的另一端固定连接至所述滑槽内壁底部，所述滑动杆的另一端固定连接侧板，所述侧板靠近所述固定板的一端内侧壁设置所述卡扣，所述固定板对应所述卡扣的位置开设限位槽，所述卡扣延伸至所述限位槽内实现卡接。

进一步地，所述固定板和所述连接板相对的侧壁处均固定连接有橡胶板，所述橡胶板上对应设置有夹持固定线路的结构。

本实用新型的有益效果包括：

1)通过风机为中央处理模块降温，降温过程通过外保护壳的内腔上壁开口和底壁处开设有若干等距排布的通风孔实现空气对流，加强散热效果，一号防尘挡网和二号防尘挡网阻挡灰尘进入内腔，保持中央处理模块清洁。

2)通信端使用nb-iot进行通信，实现低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。

3)系统形成可视化报告，并发送到综合应用层，以小程序以及app进行前端交互，将所得到的可视化报告以图表的形式直观的展现给用户。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型物联网终端数据监测设备结构示意图；

图2是图1中线路固定结构a局部放大图；

图3是本实用新型物联网终端数据监测系统运行示意图；

图4是本实用新型物联网终端数据监测系统层次架构图；

图5是本实用新型物联网终端数据监测系统工作时序图。

附图标记说明：

外保护壳1、中央处理模块2、外围感知接口3、外部通讯接口4、风机5、一号防尘挡网6、二号防尘挡网7、通风孔8、线路固定结构a、固定板9、转动节10、连接板11、弹簧12、滑动杆13、橡胶板14、侧板15、卡扣16。

具体实施方式

在下面的说明书中，参考示出本实用新型的几个实施例。应当理解，可以利用其它实施例，并且在不偏离本公开的精神和范围的情况下，可以进行机械成分、结构、电气以及操作的改变。下面的详细说明书不应被视为是限制意义的。

本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中如涉及“一号”、“二号”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“一号”、“二号”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如附图1所示，为一种物联网终端数据监测设备，包括外保护壳1和设置在外保护壳1内的中央处理模块2和若干线路固定结构a，外保护壳1的左、右壁上分别对外设置外围感知接口3、外部通讯接口4，外围感知接口2用于连接传感器并进行数据采集，外部通讯接口4用于通讯连接并发送数据，中央处理模块2包括数据处理芯片模组和nb-iot模块，外围感知接口2连接所述数据处理芯片模组，所述数据处理芯片模组连接所述nb-iot模块，所述nb-iot模块连接外部通讯接口4，具体地，所述数据处理芯片模组内置联邦学习算法，所述nb-iot模块组成区块链网络，通过外部通讯接口4形成区块链智能合约api接口用于发送模型参数，外保护壳1的内腔上壁开口，并在开口处固定连接一号防尘挡网6，外保护壳1的内腔上壁对应一号防尘挡网6的内侧固定安装风机5，风机5连接中央处理模块2，中央处理模块2控制设备休眠或激活，激活时风机5进行工作，外保护壳1的内腔内、风机5与中央处理模块2之间设置二号防尘挡网7，二号防尘挡网7的两端固定连接在外保护壳1的左右壁上，外保护壳1与内腔上壁相对的底壁处开设有若干等距排布的通风孔8，具体地，一号防尘挡网6和二号防尘挡网7材质为镀锌板，网孔半径大小为0.5mm。

上述实施例中，通过风机5为中央处理模块2降温，降温过程通过外保护壳1的内腔上壁开口和底壁处开设有若干等距排布的通风孔8实现空气对流，加强散热效果，一号防尘挡网6和二号防尘挡网7阻挡灰尘进入内腔，保持中央处理模块2清洁。

进一步地，结合附图2所示，外保护壳1左、右壁的内侧对称设置4组线路固定结构a，中央处理模块2与外围感知接口3和外部通讯接口4之间的连接线通过线路固定结构固定a，线路固定结构a包括固定板9和连接板11，固定板9与连接板11的一端通过转动节10转动连接，连接板11内部开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑动杆13，滑动杆13的一端固定连接弹簧12的一端，弹簧12的另一端固定连接至滑槽内壁底部，滑动杆13的另一端固定连接侧板15，侧板15靠近固定板9的一端内侧壁设置卡扣16，固定板9对应卡扣16的位置开设限位槽，卡扣16延伸至所述限位槽内实现固定板9和连接板11的卡接，固定板9和连接板11相对的侧壁处均固定连接有橡胶板14，橡胶板14上对应设置有夹持固定线路的结构，固定板9固定连接在所述外保护壳1左、右壁的内侧。

上述实施例中，通过线路固定结构a固定外保护壳1内部的线路，使得线路规范、有序排列，线路固定结构a采用转动、弹性、卡扣连接的方式，可以便捷地实现对线路的固定，橡胶板14起到保护线路的作用。

本实用新型提供的物联网终端数据监测设备工作流程及内容如下：传感器将数据采集后发送到设备本地进行数据训练与预处理，再将处理后的数据以及训练所得参数同属区块链智能合约api接口发送带服务器，能够使边缘设备在数据不出本地的同时协同进行机器学习训练，即模型在设备上进行训练，无需将数据收集到云端，只有模型的参数更新在网络上共享，具有以下优点：首先，由于设备上的数据无需进行移动，只共享模型的参数进行更新，模型具有更低的延迟以及更高的准确率；其次，由于数据保存在设备上而无需出本地，能够更好地保护数据隐私；最后，设备上的工作量大大减少能够降低设备功耗，延长设备寿命，达到节能的效果。通信端使用nb-iot进行通信，实现低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。

如附图3-5所示，为一种物联网终端数据监测系统，包括感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层，所述感知识别层包括若干传感器，所述网络构建层包括上述物联网终端数据监测设备，所述管理服务层包括服务器和/或云平台，所述综合应用层包括前端交互工具。管理服务层通过接收服务器汇总的参数以及其他数据信息，将数据以及参数进行分析处理，形成可视化报告，并发送到综合应用层，综合应用层以小程序以及app进行前端交互，小程序总体采用响应式布局，对各类手机机型做出不同的适配，并将所得到的可视化报告以图表的形式直观的展现给用户。本实施例采用了上述物联网终端数据监测设备的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

进一步地，所述物联网终端数据监测系统为智能建筑物联网电量监测系统，所述感知识别层包括电量传感器。本实施例中，感知识别层利用电量传感器定时采集设备电量信息，并在物联网终端数据监测设备上利用联邦学习进行数据训练，再将训练所得参数通过区块链网络发送至服务器再到云平台进行汇总更新。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。