基於ANT技術的物聯網標籤的製作方法

2023-12-06 03:19:46

本實用新型涉及智能電氣設備領域，更具體的是涉及一種基於ANT+協議棧的物聯網標籤。

背景技術：

目前，電力系統存在戶外杆塔和電力配電房等場景設備數量眾多，設備分布不均勻，獲取設備信息效率低等問題。隨著物聯網技術的發展，現在大量的設備都在使用無線通訊協議進行通訊、組網。常見的無線通訊協議有zigbee、藍牙、WIFI等。而如何解決不同標準之間物品編碼、標識以及在物聯網中的尋址問題，已成為未來物聯網大規模應用時不可迴避的關鍵問題。對比以上三種協議棧，ANT+協議棧有其相應的優點，除了能夠自組網和低功耗以外，每個設備都有對應的配置文件，因此能夠使開發者無需過分關注協議棧本身，就能快速開發應用，而且ANT+協議棧在運行過程中不僅可作為子節點，還能作為父節點同時擁有兩種身份，配置靈活。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種組網快捷、信息收集方便、使用壽命長的基於ANT技術的物聯網標籤。

為達到以上目的，本實用新型採用如下技術方案。

基於ANT技術的物聯網標籤，其特徵在於，包括：內嵌ANT+協議的主控晶片，與主控晶片連接傳感器擴展接口、板載PCB天線和電源系統。

作為改進地，所述電源系統包括：太陽能充電系統和可充電電池，所述太陽能充電系統為主控晶片供電並為可充電電池充電，所述可充電電池為主控晶片供電。

作為改進地，所述主控晶片為NRF52832晶片。

作為改進地，所述可充電電池為可充電紐扣電池CR2032。

作為改進地，所述物聯網標籤通過板載PCB天線與外部設備組網，所述外部設備包括：相鄰物聯網標籤、可穿戴讀寫器、智能終端和雲伺服器，所述物聯網標籤和相鄰物聯網標籤、可穿戴讀寫器之間通過ANT+協議通訊，所述智能終端與可穿戴讀寫器、雲伺服器之間無線通訊。

作為改進地，所述物聯網標籤、相鄰物聯網標籤安裝在不同的電力設備上並通過傳感器擴展接口獲取電力設備的信息，所述可穿戴讀寫器、智能終端由運維人員隨身攜帶。

作為改進地，所述電力設備為戶外杆塔或配電房的設備。

作為改進地，所述智能終端為手機、平板電腦或手提電腦。

本實用新型的有益效果是：

一、物聯網標籤硬體採用超低功耗、運行ANT+協議棧的射頻晶片作為主控晶片，在主控晶片上存儲當前設備或者當前物品的基本信息，可以使用終端設備對物聯網標籤的信息進行查詢和修改，並能夠存儲設備相關信息長達10年之久。

二、物聯網標籤上帶傳感器擴展接口，能夠實時收集設備運行時的相關信息，信息採集準確。

三、使用太陽能充電系統對物聯網標籤上的紐扣鋰電池進行充電，在戶外或者戶內有光照情況下通過太陽能充電系統為物聯網標籤運行提供電能，在無光照的情況下，用紐扣鋰電池實現電源供電，保證戶外長時間運行不需要頻繁更換電池，增加標籤的使用壽命。

附圖說明

圖1所示為本實用新型提供的物聯網標籤結構框圖。

圖2所示為物聯網標籤應用結構圖。

附圖標記說明：

1：物聯網標籤，2：相鄰物聯網標籤，3：可穿戴讀寫器，4：智能終端，5：雲伺服器。

1-1：主控晶片，1-2：傳感器擴展接口，1-3：板載PCB天線，1-4：太陽能充電系統，1-5：可充電電池。

具體實施方式

為方便本領域技術人員更好地理解本實用新型的實質，下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細闡述。

如圖1所示，基於ANT技術的物聯網標籤1，包括：內嵌ANT+協議的主控晶片1-1，與主控晶片1-1連接傳感器擴展接口1-2、板載PCB天線1-3和電源系統，所述電源系統包括：太陽能充電系統1-4和可充電電池1-5，所述太陽能充電系統1-4為主控晶片1-1供電並為可充電電池1-5充電，所述可充電電池1-5在太陽能充電系統1-4電力不足時為主控晶片1-1供電。

本實施例中，所述主控晶片1-1採用超低功耗的射頻晶片NRF52832，運行ANT+協議棧，並用來存儲當前設備或者當前物品的基本信息。所述擴展接口1-2能夠增加傳感器實時收集設備運行時的相關信息。所述可充電電池1-5選用可充電紐扣電池CR2032。

如圖2所示，所述物聯網標籤1通過板載PCB天線1-3與外部設備組網，所述外部設備包括：相鄰物聯網標籤2、可穿戴讀寫器3、智能終端4和雲伺服器5。所述物聯網標籤1和相鄰物聯網標籤2、可穿戴讀寫器3之間通過ANT+協議通訊，所述智能終端4與可穿戴讀寫器3、雲伺服器5之間無線通訊。所述相鄰物聯網標籤2的結構與物聯網標籤1一致，這裡不再贅述。

當應用上述物聯網標籤進行戶外電力運維時，運維人員接到運維巡檢通知以後如果在戶外，則使用可穿戴讀寫器和智慧型手機走到標籤組網區域附近，可穿戴讀寫器自動感知附近存在的物聯網標籤1和相鄰物聯網標籤2，物聯網標籤1和相鄰物聯網標籤2與可穿戴讀寫器3自動完成組網。組網完成後，智慧型手機端打開相應的應用軟體APP，在軟體上進行相關操作，點擊設備信息查詢功能，物聯網標籤1或相鄰物聯網標籤2此時發送設備相關的信息到可穿戴讀寫器3，可穿戴讀寫器3再通過藍牙協議與智慧型手機通訊完成設備信息的查詢，智慧型手機端可將收集到的設備信息上傳至雲伺服器。

本實施例中，物聯網標籤1和相鄰物聯網標籤2上帶有擴展接口，方便實現各種傳感器數據的收集，接上傳感器信息採集卡，就能夠採集到設備內部的傳感器收集到的數據，擴展卡支持熱插拔，獨立供電，不依賴物聯網標籤的供電系統，保證了物聯網標籤的低功耗。

進一步地，當運維人員需要修改物聯網標籤1和相鄰物聯網標籤2記錄的設備信息的時候，只需要在智慧型手機APP上選定物聯網標籤1或相鄰物聯網標籤2，選擇信息更新按鍵，輸入需要修改的信息，就能遠程更新到物聯網標籤1和相鄰物聯網標籤2上，而不需要靠近標籤進行近距離讀寫，而且信息可以存儲在標籤的內存上10年不丟失。

此外，本實施例中運用ANT+協議棧，物聯網標籤1和相鄰物聯網標籤2還能夠實現設備的定位功能。物聯網標籤1和相鄰物聯網標籤2的定位功能是通過獲取標籤的信號強度，軟體上進行信號強度與位置關係的算法處理，得到一個位置的坐標，通過在智慧型手機APP上調用地圖API接口，就能夠查看標籤的位置信息來確認設備的位置的。

以上具體實施方式對本實用新型的實質進行了詳細說明，但並不能以此來對本實用新型的保護範圍進行限制。顯而易見地，在本實用新型實質的啟示下，本技術領域普通技術人員還可進行許多改進和修飾，比如將智慧型手機替換為平板電腦或手提電腦等其他智能終端。需要注意的是，這些改進和修飾都落在本實用新型的權利要求保護範圍之內。