基于NB-IoT技术的物联网智能控制器设计与实现

发布时间：2025-07-03 05:33

　　随着物联网技术的不断发展,油气田数字化进程不断加快,各种适用于油气井口数据传输的解决方案层出不穷。由于石油、天然气生产环境的特殊,导致油气井位置偏远且分散,使得数据采集和设备监控变得困难,而且数据传输成本较高。针对以上问题,本文提出了一种基于NB-Io T(Narrow-Band Internet of Things,窄带物联网)技术的物联网智能控制方案。该方案将NB-Io T技术运用到油气田智能化管理中,充分利用其远距离、低速率、低功耗、大容量的优势,解决处于偏远地区、地理位置分散的油气井口数据采集、传输和监测问题。本文通过对油气井口数据采集和设备监控问题的研究,结合NB-Io T技术的实际应用,设计出适合油气井口数据传输的物联网智能控制系统。该系统通过基站与One NET云平台连接,不仅能够实现油气井口数据的采集和传输,还能实现油气井口设备的管理和控制。本系统的研究内容分为硬件部分和软件部分。硬件部分对物联网智能控制器的硬件电路进行了具体描述,包括主控模块、通信模块、采集模块、输出模块以及显示模块;软件部分按功能划分为数据采集模块、数据显示模块、控制输出模块以及数据传输模块,其中MQ...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
英文摘要
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 物联网发展现状
        1.2.2 NB-IoT技术发展现状
    1.3 论文研究内容和结构框架
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文结构框架
第二章 NB-IoT技术
    2.1 概述
    2.2 NB-IoT技术简介
        2.2.1 NB-IoT技术特点
        2.2.2 NB-IoT技术的网络架构
        2.2.3 NB-IoT数据传输方案
        2.2.4 NB-IoT空口协议栈
        2.2.5 NB-IoT物理层
    2.3 本章小结
第三章 基于NB-IoT技术的物联网智能控制器的硬件设计
    3.1 物联网智能控制系统
        3.1.1 系统需求分析
        3.1.2 系统总体设计
    3.2 系统硬件总体设计
        3.2.1 Cortex-M3 处理器
        3.2.2 硬件开发环境
    3.3 主控模块硬件设计
        3.3.1 STM32F103RCT6 微控制器
        3.3.2 NB通信电路设计
    3.4 控制器单元电路设计
        3.4.1 电源电路设计
        3.4.2 NB卡电路设计
        3.4.3 显示屏电路设计
        3.4.4 RS232 电路设计
        3.4.5 RS485 电路设计
        3.4.6 USB电路设计
        3.4.7 存储器电路设计
        3.4.8 按键电路设计
        3.4.9 温度采集电路设计
        3.4.10 蜂鸣器电路设计
        3.4.11 LED电路设计
        3.4.12 JTAG接口电路设计
    3.5 本章小结
第四章 基于NB-IoT技术的物联网智能控制器的软件设计
    4.1 系统软件总体设计
    4.2 OneNET云平台
        4.2.1 OneNET云平台简介
        4.2.2 参数配置
    4.3 MQTT协议
        4.3.1 协议简介
        4.3.2 协议移植
    4.4 驱动和初始化程序
        4.4.1 时钟
        4.4.2 USART接口驱动
        4.4.3 SPI总线
        4.4.4 系统初始化
    4.5 数据处理
        4.5.1 数据采集模块程序设计
        4.5.2 数据显示模块程序设计
        4.5.3 控制输出模块程序设计
        4.5.4 数据传输模块程序设计
    4.6 本章小结
第五章 基于NB-IoT技术的物联网智能控制系统的实现与测试
    5.1 物联网智能控制系统实现
        5.1.1 测试环境所需工具
        5.1.2 测试环境搭建
    5.2 系统测试与分析
        5.2.1 数据上传
        5.2.2 命令下发
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文



本文编号：4055848