[发明专利]智能无线温湿度监测器的双通讯自动切换系统及方法

说明书

本发明公开了一种智能无线温湿度监测器的双通讯自动切换系统及方法，本系统中信号检测单元用于识别和判断网络环境及信号强弱；LoRa串口透传通信模块用于实现与LoRa网络的数据传输；NB‑IoT透传通信模组用于实现与NB‑IoT网络的数据传输；微控制器用于数据计算处理，集成应用层协议、对话形式、数据链路层协议及通讯格式；数据采集单元用于采集智能无线温湿度监测器的检测数据；定时器设定数据采集单元的信号采集周期。本方法设定时间同步进行数据采集并记录，依据通讯策略激活或关闭对应的通讯模块，实现数据传输并保证收发成功。本系统及方法适用于温湿度集中统一管控的场合，实现温湿度监控数据的及时、准确、可靠传输。

技术领域

本发明涉及无线数据通讯技术领域，尤其涉及一种智能无线温湿度监测器的双通讯自动切换系统及方法。

背景技术

温湿度因素对电气设备影响较大，高温、高湿会从绝缘强度、霉菌生长、金属腐蚀、使用寿命等方面影响电气设备的运行稳定性。随着现代工业的发展和电气设备精密程度的提高，对电气室的环境和监控要求也日趋提高。目前电气室环境状态管理主要采用人工周期性点检的方式，由于厂区范围大，电气室分布零散，不易点检，且点检手法单一，凭借指针式的温湿度计无法全面、及时、客观的判断整个电气室的运行环境。

电气设备的异常动作往往发生在一瞬间，没有实时的数据监控和预判，当电气室出现异常时，人工很难第一时间发现，容易导致电气设备的损坏。因此现场亟需一套集中监控系统，可及时发现和预警电气室环境变化导致的各种电气设备的安全隐患，辅助处理异常问题。鉴于冶金行业生产区域范围大、电气室分布零散的特点，很多电气室中没有网络连接点，如果采用有线方式费时费力，实现集中监控的成本高昂，智能无线温湿度监测器无法实现有效的无线传输。

由于冶金行业具有点多面广的特点，传统的无线传输技术在距离或者功耗上已不能满足应用要求。随着物联网的发展，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗小等特点的低功耗广域网LPWAN（low-power Wide-Area Network）技术应运而生，目前其主流协议主要有LoRa和NB-IoT两种。其中NB-IoT是LPWAN中主推的网络协议，优点是不需要搭设网关，可基于现有蜂窝组网，使用License频段和运营商频段，单网接入节点容量大约20万；缺点是传输速度受限，低速通信接口UART一般小于100kbps，蜂窝网络覆盖不到地方无法应用。LoRa的优点是传输速度快（0.3～50kbps），应用于蜂窝网络覆盖不到地方；缺点是需基于LoRa网关组网，采用节点 + 网关网络部署方式，网关部署位置要求较高，需要考虑因素多，单网接入节点容量约6万，实际受网关信道数量、节点发包频率、数据包大小等有关，一般500～5000个不等。

根据工业应用领域的网络环境特征，结合LoRa和NB-IoT的无线通讯技术特点，针对蜂窝网络覆盖不到或NB-IoT信号不稳定的区域可部署LoRa网关进行数据传输。但目前市场上所有无线温湿度监测器均只支持LoRa技术和NB-IoT技术中的一种，而工业应用领域的网络环境包括稳定或不稳定的NB-IoT通讯网络环境、LoRa自主组网通讯环境，受无线温湿度监测器传输模块硬件应用的限制，要在不同网络环境下完成所有应用场合，包括机房、高低压配电室、传动室、UPS室、PLC室等地面和地下电气室的温湿度监控数据及时、准确、可靠传输则必须使用两款无线温湿度监测器按LoRa和NB-IoT无线通讯协议分别组网，从而导致整体系统开发和后期维护困难，影响项目系统的统一性和完整性，提高了系统成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能无线温湿度监测器的双通讯自动切换系统及方法，本系统及方法克服传统电气设备温湿度监测的缺陷，适用于大范围、网络分布不均、分布零散又需要实现温湿度集中统一管控的场合，实现温湿度监控数据的及时、准确、可靠传输。