[发明专利]一种基于NB-IoT和北斗技术的公路防护栏碰撞检测方法

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IoT和北斗技术的公路防护栏碰撞检测方法，包括碰撞能量检测器、无线通信装置、电源模块和监控管理中心，所述无线通信装置为NB‑IoT模块，该基于NB‑IoT和北斗技术的公路防护栏碰撞检测方法的具体步骤如下：S1：对现有公路护栏的实质性改进，在公路两侧的公路护栏等距设置碰撞能量检测模块；S2：在发生碰撞时，NB‑IoT护栏碰撞能量检测模块工作时，传感器将采集到的数据传输给主控MCU；S3：MCU接收到数据后进行算法处理，处理后的数据经过标准的NB‑IoT组网协议发送到基站；S4：基站再将数据发送到控制中心服务器，最终发送给监控管理中心。本发明采用NB‑IoT技术，功耗低、组网协议稳定、数据安全，借助于NB‑IoT网络，部署范围更广。

技术领域

本发明属于防护栏技术领域，具体涉及一种基于NB-IoT和北斗技术的公路防护栏碰撞检测方法。

背景技术

护栏是一种以波纹状钢板相互拼接并由主柱支撑的连续结构，是公路交通的重要组成部分。以护栏作为载体，搭建公路交通的智能传感网，开发出对于公路网传感设备的故障的快速检测、定位、维修机制与系统，以实现对公路网传感设备整体运行状态的监测及故障的诊断意义重大。

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)是IoT领域一个新兴的技术,NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。

现有的护栏并不具备数据感知采集和传输功能，无法对公路路面和碰撞时的能量检测功能，更不具备无线通信传输功能，不能对公路网的实时状态进行感知和定位。

目前对于公路传感设备整体运行状态进行监测及传感设备故障诊断的研究并不多，对护栏的检测多采用433MHz公用免费频段，极易受到外部干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于NB-IoT和北斗技术的公路防护栏碰撞检测方法，本发明旨在解决公路护栏缺乏实时感知、现有感知手段功耗大、易受干扰的问题，该方法具有低功耗、低成本、尺寸小、传输距离远、部署方便等特点，适合大面积推广使用，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于NB-IoT和北斗技术的公路防护栏碰撞检测方法，包括碰撞能量检测器、无线通信装置、电源模块和监控管理中心，所述无线通信装置为NB-IoT模块，该基于NB-IoT和北斗技术的公路防护栏碰撞检测方法的具体步骤如下：

S1：对现有公路护栏的实质性改进，在公路两侧的公路护栏等距设置碰撞能量检测模块；

S2：在发生碰撞时，NB-IoT护栏碰撞能量检测模块工作时，传感器将采集到的数据传输给主控MCU；

S3：MCU接收到数据后进行算法处理，处理后的数据经过标准的NB-IoT组网协议发送到基站；

S4：基站再将数据发送到控制中心服务器，最终发送给监控管理中心。

优选的，所述碰撞能量检测模块包括主控MCU、加速度传感器、震动传感器和北斗定位芯片。

优选的，所述主控MCU采用STM32L072Z；所述加速度传感器为6轴加速度计，所述6轴加速度计采用MPU6050；所述震动传感器采用SW-18010P。

优选的，所述北斗定位与主控MCU通过uart通信，6轴加速度计与主控MCU之间通过I2C通信、震动传感器与MCU通过GPIO通信、NB-IoT与主控MCU之间通过SPI通信。

优选的，所述碰撞能量检测模块和NB-IoT模块均通过电源模块供电，所述电源模块包括蓄电池和太能板，工作电压为5V。