[发明专利]基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置及系统及方法

权利要求书

1.一种基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置，其特征在于：基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置包括壳体、电路板、数据传感模块、主控模块、NB-IoT模块、Arduino扩展板模块、信号调理模块、SDI接口模块和电源模块；数据传感模块、主控模块、NB-IoT模块、Arduino扩展板模块、信号调理模块、SDI接口模块和电源模块配装在电路板上，并位于壳体内，所述主控模块安装在所述壳体内部；所述电源模块用于为主控模块及各个子模块提供直流电源输入；所述数据传感模块与所述信号调理模块连接，数据传感模块用于采集田间土壤温湿度、空气温湿度、土壤电导率、土壤氧气含量此六种传感数据；所述信号调理模块与所述数据传感模块建立连接，对数据传感模块所采集并转换得到的数字信号进行滤波；所述Arduino扩展板模块作为主控器与所述信号调理模块建立连接，内部采用Modbus-RTU协议将滤波后的数字信号发送至Modbus总线，Arduino通过SDI接口模块与传感器进行通信；所述SDI接口模块与所述主控模块建立连接，SDI接口模块即SDI12通讯协议,SDI12数据记录仪通过在数据线上传ASCII码与传感器进行通信；所述NB-IoT模块与所述主控模块建立连接，NB-IoT模块包括NB-IOT芯片，用于数据采集装置进行无线数据传输通信。

2.如权利要求1所述的基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置，其特征在于：数据传感模块包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、土壤电导率传感器和土壤氧气传感器，土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、土壤电导率传感器、土壤氧气传感器分别与信号调理模块连接。

3.如权利要求2所述的基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置，其特征在于：NB-IoT模块包括连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2和MS3616无线通讯模块，连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2连接在主控模块，MS3616无线通讯模块与连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2连接；NB-IoT模块采用MS3616无线通讯模块。

4.如权利要求3所述的基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置，其特征在于：信号调理模块采用滤波电路，将传感器所采集并转换得到的数字信号进行滤波，筛选出所需要的数据。

5.如权利要求4所述的基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置，其特征在于：Arduino扩展板模块使用Arduino/Genuino Uno作为扩展板，与传感器通过SDI12协议进行通信，采集传感器数据并进行分类，内部采用Modbus-RTU协议，将采集数据发送至Modbus总线。

6.如权利要求5所述的基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置，其特征在于：基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置还包括显示模块和按键模块，按键模块连接主控模块，用于显示参数显示界面切换，还有一部分采用TSI模块作为触摸板，实现SI按键；所述显示模块连接主控模块，显示模块采用SPI液晶屏，用于显示数据传感模块的信号值以及操作菜单、设置界面。

7.一种包括如权利要求1至6任一项所述的基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置的无线采集系统，其特征在于：基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集系统包括基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置、应用场景数据源、NB-IoT基站、云服务器和客户端，应用场景数据源与所述数据采集装置建立连接，数据采集装置采集数据源数据；所述数据采集装置与所述NB-IoT基站建立连接，NB-IoT基站与数据采集装置通过移动通信中心进行信息传递；所述NBI-oT基站通过NB-IoT网络与云服务器建立连接关系；云服务器通过无线网络与客户端连接。