基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统，包括主控制器、信号采集隔离电路和窄带物联网模块，信号采集隔离电路和主控制器连接，信号采集隔离电路还与传感器连接，窄带物联网模块与主控制器连接，主控制器通过窄带物联网模块与监控服务器进行数据通信；信号采集隔离电路包括第一接线端子、第一处理芯片、第二处理芯片、第三处理芯片、第四处理芯片和第二接线端子，第一接线端子分别与第一处理芯片、第二处理芯片、第三处理芯片和第四处理芯片连接，第一处理芯片、第二处理芯片、第三处理芯片和第四处理芯片分别与第二接线端子连接。减少数据网络的设备数量，提高网络稳定性，不需加设各种协议转换器，不需敷设通信线缆到监控室。

Online monitoring system of tailing pond based on narrowband Internet of things

【技术实现步骤摘要】
基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统
本技术实施例涉及尾矿监测
，具体涉及一种基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统。
技术介绍
尾矿库通常是由筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，一旦失事，容易造成重特大事故。日积月累，各种自然的和人为的不利因素时时刻刻或周期性地威胁着尾矿库的安全，尾矿库一旦失事，将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失，因此尾矿库的在线监测是必须的。传统的矿山尾矿库在线监测，一般由众多部署在尾矿库上的传感器组成，实时监测尾矿库的水位、位移、渗压、浸润线、降雨量，干滩长度等重要参数。众多传感器通过协议转换器将数据统一连接到现场总线连接，再通过光纤将数据传输到监控室的各个服务器。传感器、变送器、协议转换器、现场总线和光纤转换器等设备构成的必不可少的通信网络，当这条通信链路的某个传感器或者转换器出现问题的时候，整条链路都处于瘫痪状态，直至将影响整条链路的损坏设备摘除或者修复。随时会因为变送器故障，协议转换器故障，现场总线的导线断路，光纤的意外断路等因素导致数据不通，监控室无法得到尾矿库的运行数据，导致当尾矿库异常时不能得到及时的处理。此外，现场总线因为施工意外损坏，鼠患咬断，人为偷盗等导致通信中断的事情时有发生，一个地方损坏，就需要成条通信线从起始到末尾的仔细排查。影响整套监测系统的稳定性。同时，新建或者改造，需要对现有通信线缆进行扩容或改造，甚至重新铺设线缆等情况。亟需一种新的尾矿库在线监测技术方案。
技术实现思路
为此，本技术实施例提供一种基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统，通过使用窄带物联网技术对传感器的数据进行传输，规避了现场RS232、RS485、以太网等总线的弊端，提高了整个尾矿库监测系统的稳定性。为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统，包括传感器和监控服务器，还包括主控制器、信号采集隔离电路和窄带物联网模块，所述信号采集隔离电路和所述主控制器连接，信号采集隔离电路还与所述传感器连接，所述窄带物联网模块与所述主控制器连接，主控制器通过所述窄带物联网模块与所述监控服务器进行数据通信；所述信号采集隔离电路包括第一接线端子、第一处理芯片、第二处理芯片、第三处理芯片、第四处理芯片和第二接线端子，所述第一接线端子分别与所述第一处理芯片、第二处理芯片、第三处理芯片和第四处理芯片连接，所述第一处理芯片、第二处理芯片、第三处理芯片和第四处理芯片分别与所述第二接线端子连接；所述第二处理芯片连接所述第三处理芯片，所述第三处理芯片连接所述第四处理芯片。作为基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统的优选方案，所述主控制器采用STM32L471芯片，所述窄带物联网模块采用NB05-01。作为基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统的优选方案，还包括隔离电源，所述隔离电源与所述主控制器连接，隔离电源采用AS1117。作为基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统的优选方案，还包括LED显示模块，LED显示模块与所述主控制器连接，LED显示模块用于指示基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统的工作状态。作为基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统的优选方案，还包括按键模块，所述按键模块与所述主控制器连接，按键模块用于对基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统进行功能复位。作为基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统的优选方案，所述第一接线端子的第一引脚和第一处理芯片的Vin端之间设有保险电阻F0、二极管D11和电感L11，所述第一接线端子的第二引脚和第一处理芯片的GND端连接，保险电阻F0邻近第一处理芯片的一端和第一处理芯片的GND端之间连接有压敏电阻M11，二极管D11和第一处理芯片的GND端之间连接有电容C11，所述电容C11并联有电容C12，所述电感L11邻近第一处理芯片的一端和第一处理芯片的GND端之间连接有电容C13。作为基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统的优选方案，所述第一接线端子的第五引脚连接有电阻R41，第一接线端子的第六引脚连接有电阻R40，第一接线端子的第五引脚、第六引脚和第七引脚共同连接有气体放电管，所述电阻R41和电阻R40之间连接有瞬变电压抑制二极管50，所述瞬变电压抑制二极管40和瞬变电压抑制二极管41串联后再并联所述瞬变电压抑制二极管50；所述电容C50和电容C51串联后再并联所述瞬变电压抑制二极管50；所述第一接线端子的第七引脚连接到所述瞬变电压抑制二极管40和瞬变电压抑制二极管41之间，第一接线端子的第七引脚还连接到所述电容C50和电容C51之间。本技术尾矿库的传感器输出采集数据借助窄带物联网通信到监控服务器，信号采集隔离电路再将隔离后的传感器数据输入到主控制器中，主控制器的主控芯片为STM32L471RAM单片机，通过窄带物联网模块将数据经窄带移动蜂窝网络传输至监控中心，监控服务器现有的监控分析软件对传感器数据进行处理，出现异常时可报警，为尾矿库的安全状态提供保障，提高尾矿库安全。本技术采用窄带物联网模块终端直接连接传感器，减少数据网络的设备数量，提高网络稳定性，现场不需加设各种协议转换器，不需要敷设通信线缆到监控室；信号采集隔离电路经反复测试、试验对传感器信号线性度、测量精度、测量范围达到最佳效果。附图说明为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。图1为本技术实施例中提供的基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统示意图；图2为本技术实施例中提供的基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统数据处理流程；图3为本技术实施例中提供的基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统信号采集隔离电路及外围电路；图4为本技术实施例中提供的基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统主控制器电路图；图5为本技术实施例中提供的基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统窄带物联网模块电路图。图中：1、传感器；2、监控服务器；3、主控制器；4、信号采集隔离电路；5、窄带物联网模块；6、第一接线端子；7、第一处理芯片；8、第二处理芯片；9、第三处理芯片；10、第四处理芯片；11、第二接线端子；12、隔离电源；13、LED显示模块；14、按键模块。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要进一步说明的是，本技术方案请求保护的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统，包括传感器(1)和监控服务器(2)，其特征在于，还包括主控制器(3)、信号采集隔离电路(4)和窄带物联网模块(5)，所述信号采集隔离电路(4)和所述主控制器(3)连接，信号采集隔离电路(4)还与所述传感器(1)连接，所述窄带物联网模块(5)与所述主控制器(3)连接，主控制器(3)通过所述窄带物联网模块(5)与所述监控服务器(2)进行数据通信；/n所述信号采集隔离电路(4)包括第一接线端子(6)、第一处理芯片(7)、第二处理芯片(8)、第三处理芯片(9)、第四处理芯片(10)和第二接线端子(11)，所述第一接线端子(6)分别与所述第一处理芯片(7)、第二处理芯片(8)、第三处理芯片(9)和第四处理芯片(10)连接，所述第一处理芯片(7)、第二处理芯片(8)、第三处理芯片(9)和第四处理芯片(10)分别与所述第二接线端子(11)连接；所述第二处理芯片(8)连接所述第三处理芯片(9)，所述第三处理芯片(9)连接所述第四处理芯片(10)。/n

【技术特征摘要】
1.基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统，包括传感器(1)和监控服务器(2)，其特征在于，还包括主控制器(3)、信号采集隔离电路(4)和窄带物联网模块(5)，所述信号采集隔离电路(4)和所述主控制器(3)连接，信号采集隔离电路(4)还与所述传感器(1)连接，所述窄带物联网模块(5)与所述主控制器(3)连接，主控制器(3)通过所述窄带物联网模块(5)与所述监控服务器(2)进行数据通信；
所述信号采集隔离电路(4)包括第一接线端子(6)、第一处理芯片(7)、第二处理芯片(8)、第三处理芯片(9)、第四处理芯片(10)和第二接线端子(11)，所述第一接线端子(6)分别与所述第一处理芯片(7)、第二处理芯片(8)、第三处理芯片(9)和第四处理芯片(10)连接，所述第一处理芯片(7)、第二处理芯片(8)、第三处理芯片(9)和第四处理芯片(10)分别与所述第二接线端子(11)连接；所述第二处理芯片(8)连接所述第三处理芯片(9)，所述第三处理芯片(9)连接所述第四处理芯片(10)。


2.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统，其特征在于，所述主控制器(3)采用STM32L471芯片，所述窄带物联网模块(5)采用NB05-01。


3.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统，其特征在于，还包括隔离电源(12)，所述隔离电源(12)与所述主控制器(3)连接，隔离电源(12)采用AS1117。


4.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的尾矿库在线监测系统，其特征在于，还包括LED显示模块(13)，LED显示模块(13)与所述主控制器(3)连接，LED显示模块(13)用于指示...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐福峰，王晓东，王洪涛，于海涛，
申请(专利权)人：吉林市东杰科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22