物联网技术工程设备管理配音

基于NB-IoT的物联网技术在工程设备管理上的应用研究

一、背景现状

中铁四局常年承担着大量施工任务，其中工程设备是施工建造中不可或缺的生产工具。

目前，施工现场的工程设备管理存在以下现状：规格、种类繁多；覆盖地域广；作业时间不稳定；进退场频繁；租赁结算依据不足。这些都对工程设备管理带来了困难。

2018年，中铁四局集团工程管理中心与管理研究院共同申报了《基于NB-IoT的物联网技术在工程设备管理上的应用研究》课题.本课题研究历时一年半，共完成了7个版本的软硬件迭代，并依托中铁四局物联网研发生产基地，形成了从电路板设计、贴片封装、到整体测试、安装等一整套流程体系。

二、整体架构

本系统是基于NB-IoT技术，涵盖前端感知、采集传输以及大数据算法分析的物联网平台，在工程设备上集成定位、燃料监控、状态监控、姿态分析等一系列前端感知硬件，通过自主研发的核心模块、大数据算法对采集数据进行实时传输和分析，真实反映工程设备的全过程状态。

三、软硬件介绍

本系统包含核心模块、外接传感器以及软件管理平台

核心模块具备以下特点：

1、内嵌核心算法

无需改动车辆电路，利用传感器与核心算法即可判定设备的工作状态。

2、自故障检测

实时监测模块、外接传感器的工作状态，针对故障原因即时提醒。

3、双向供电

利用外部电源和自身大容量锂电池供电。

4、集成电路模块化设计

支持中国电信和中国移动两大NB-IoT运营商的信号，可根据现场信号覆盖情况针对性的选择运营商进行通信服务。

5、附网自重启

针对运营商基站不定期重启，加入附网自重启机制。

6、全密封封装

外壳采用高强度材料，整体达到IP67级防水防尘要求。

7、高频采样

模块采集频率高，满足设备运行状态的实时监测需求。

软件系统可通过网页和手持终端进行查看，具备以下功能：

1、实时监控及轨迹回放

2、燃料动态管理

3、有效时长统计

4、异常故障报警

5、结算报表统计

四、创新点

（1）基于NB-IoT的核心模块电路设计

（2）基于多传感器数据的工作状态判定核心算法；

（3）基于物联网数据辅助租赁结算管理；

五、课题成果

本课题形成了《一种基于NB-IoT的数据采集装置》的实用新型专利及《中铁四局工程机械物联网APP》、《中铁四局工程机械物联网管理平台v1.0》两项软件著作权。核心模块通过权威部门检测，取得了CE认证证书。

截至2019年6月1日，本系统已在全局15个项目经理部进行部署，累计接入各类工程设备约400台次。涵盖罐车、挖掘机、起重机等13种常用设备。

六、应用前景

目前，施工机械化、信息化的发展趋势迅猛，对工程设备管理提出了更高的要求，

基于NB-IoT的工程设备物联网系统，将工程设备、大数据信息与管理平台连接在一起，通过实时监控和大数据分析，实现了工程设备全面、全生命周期的管理，降低了现场人员的工作量，节约了项目的管理成本，在施工领域应用前景广泛。