CN108254013A - 可软性插接传感器的监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可软性插接传感器的监测装置。该监测装置包括壳体，以及位于所述壳体限定的容置腔体内的控制电路板和至少一个传感器，所述控制电路板和每一传感器之间通过柔性电路板连接。基于此，本发明能够使得传感器与控制电路板之间实现软性插接，传感器可灵活部署于不同区域，有利于监测装置的轻薄化及外观多元性的设计。

Description

可软性插接传感器的监测装置

技术领域

本发明涉及电子设备、数据采集以及通信技术领域，具体涉及一种可软性插接传感器的监测装置。

背景技术

物联网作为新的信息技术，能够实现人与物、物与物之间的信息化、远程管理控制和智能化。现有的物联网技术通常采用具有传感器的监测装置作为信息采集的节点。该监测装置本身内部具有供电电池、传感器、射频模块和天线。目前，传感器一般采用点焊等方式直接固定于控制电路板上，这种硬连接方式使得传感器仅能设置于固定区域，显然不利于迎合监测装置这种电子产品的轻薄化及外观多元性的设计趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可软性插接传感器的监测装置，能够使得传感器与控制电路板之间实现软性插接，传感器可灵活部署于不同区域，有利于监测装置的轻薄化及外观多元性的设计。

本发明一实施例的可软性插接传感器的监测装置，包括壳体，以及位于所述壳体限定的容置腔体内的控制电路板和至少一个传感器，所述控制电路板和每一传感器之间通过柔性电路板连接。

可选地，所述壳体开设有通孔，传感器邻近所述通孔设置。

可选地，所述监测装置还包括位于容置腔体内的定位支架，所述定位支架包括承载部和连接部，承载部与壳体相对间隔设置，连接部的两端分别与承载部和壳体固定，传感器承载于承载部上。

可选地，所述定位支架设置于所述容置腔体内的不同位置，且与所述传感器一一对应设置。

可选地，所述壳体包括用于扣合形成容置腔体的前盖和后盖，传感器邻近前盖设置，所述监测装置还包括设置于后盖外侧的托盘，所述托盘用于在监测装置与待监测器件固定时贴合于两者之间。

可选地，所述托盘上开设有安装孔，用于插置固定所述监测装置和待监测器件的安装件。

可选地，所述托盘还设置有磁铁，所述磁铁设于所述托盘内部或外置于所述托盘外侧。

可选地，所述托盘为胶垫。

可选地，所述监测装置还包括与所述控制电路板连接且外漏于壳体的接口，用于插接传感器。

可选地，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器及气体传感器中的至少一个。

有益效果：本发明设计控制电路板和每一传感器之间通过柔性电路板连接，由于柔性电路板可以朝向多个方向及角度翻折，因此相当于能够使得传感器与控制电路板之间实现软性插接，传感器可灵活部署于不同区域，有利于监测装置的轻薄化及外观多元性的设计。

附图说明

图1是本发明一实施例的监测装置的结构示意图；

图2～图4是本发明另一实施例的监测装置不同视角的结构示意图；

图5是本发明一实施例的定位支架的结构示意图；

图6是本发明一实施例的显示屏的界面示意图；

图7是本发明一实施例的传感数据的监测方法的流程示意图；

图8是本发明一实施例的无线通信系统的结构示意图；

图9是本发明另一实施例的无线通信系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所提供的各个示例性的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。并且，本发明的所有实施例中描述所采用的方向性术语，例如“上”、“下”等，均是为了更好的描述各个实施例，并非用于限制本发明的保护范围。

图1是本发明一实施例的监测装置的结构示意图。请参阅图1，本实施例的监测装置10包括处理芯片11、射频模组12、天线13、传感器14、非易失存储器15、电池16以及定位器17。所述处理芯片11设置于监测装置10的控制电路板上，并作为所述监测装置10的微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)。射频模组12可为射频芯片，该射频芯片与天线13电连接，射频模组12、传感器14、非易失存储器15以及定位器17均通过控制电路板与处理芯片11具有信号连接。电池16为处理芯片11、射频模组12、传感器14以及定位器17供电，或者传感器14不需电池16供电而是直接由其自身所带电池供电，又或者，定位器17不需电池16供电而是直接由其自身所带电池供电。

当然，本实施例的监测装置10也可以设置有多个独立运行的传感器14，每一传感器14从监测对象以及所述监测对象当前所处环境获取相应的传感数据，例如传感器14可以为温度传感器、湿度传感器及气体传感器中的至少一个，并分别获取当前环境的温度、湿度、气体成分等数据。所述非易失存储器15用于存储所述传感数据。

结合图2～图4所示，所述监测装置10具体可为一种电子产品—记录仪，其设置有壳体，所述壳体由前盖181和后盖182扣合形成，并设有容置腔体，图1所述各个元件容置于该容置腔体内，其中天线13可以整合(例如外露)于前盖181和后盖182中的任一者，本实施例可以根据需求设计各个元件在容置腔体内位置及固定方式。

以传感器14的设置为例，请参阅图2，前盖181在部署传感器14的位置处开设有多个通孔183，传感器14邻近通孔183设置，并通过通孔183获取监测对象及其当前所处环境的传感数据。进一步结合图5所示，所述监测装置10在容置腔体内设置有L型的定位支架50，传感器14可以通过定位支架50固定于所述容置腔体内，具体地，定位支架50包括承载部51和连接部52，承载部51与壳体的前盖181相对间隔设置，连接部52的两端分别与承载部51和前盖181固定，由此定位支架50与壳体的前盖181相配合形成U型容置槽，传感器14放置于该U型容置槽内并承载于承载部51上。本实施例可以根据传感器14的数量设置相同数量的定位支架50，这些定位支架51可以设置于所述容置腔体内的不同区域，且与所述传感器14一一对应设置。

为便于走线设计，传感器14和控制电路板之间采用柔性电路板(FlexiblePrinted Circuit简称FPC)111连接，该柔性电路板111可视为控制电路板的向外延伸的一部分，柔性电路板111可以朝向多个方向及角度翻折，相当于传感器14与控制电路板软性插接，传感器14可灵活部署于容置腔体内的不同区域，并承载于所部署区域的定位支架50上即可，有利于监测装置10的轻薄化及外观多元性的设计。

请继续参阅图2，所述监测装置10在前盖181上还设置有各类指示及操作元件，例如指示灯184、显示屏185、开关机按键186、菜单键187，这些元件均通过控制电路板与处理芯片11具有信号连接。该指示灯184可用于标识监测装置10的充电状态以及告警提示等。开关机按键186可以用于按压并进行开/关机控制，例如，按一下开关机按键186，显示屏185不亮表示关机；按一下开关机按键186，显示屏185亮起表示开机。所述监测装置10的待机时间为15秒，15秒后显示屏185自动变暗，需要通过开关机按键186或菜单键187进行激活，激活后可以进行菜单操作。菜单键187用于接收用户的操作指令并执行相应的操作，例如，长按菜单键187进入菜单功能，菜单功能可以包括开始记录、结束记录、蓝牙打印、退出这四个功能，通过短按菜单键187进行菜单功能的切换，并通过短按开关机按键186进行菜单功能确认。

所述显示屏185设置有多个显示区，以图6所示为例，位于显示屏185左上方的时间显示区，显示包括年、月、日、时、分；位于显示屏185中间左侧的温度显示区，实时显示采集到的温度值，显示精度为0.1℃；位于显示屏185左下方的传感器标识显示区，用于表示当前显示的传感数据是由外接传感器还是内接传感器采集，例如“E”表示显示的传感数据是由外接传感器所采集到的；位于显示屏185中间右侧的湿度显示区，实时显示采集到的湿度值，显示精度为1％；位于显示屏185右下方状态栏的第一个图标，显示当前移动信号是否正常连接；位于显示屏185右下方状态栏的第二个图标，显示是否开启蓝牙；位于显示屏185右下方状态栏的第三个图标，显示当前移动信号强度；位于显示屏185右下方状态栏的第四个图标，显示当前电量。

请参阅图3，所述监测装置10还包括与控制电路板连接且外漏于壳体的一或多个接口，例如设置于监测装置10上方的第一接口188a和下方的第二接口188b，第一接口188a可以为USB充电接口，第二接口188b用于插接传感器，使得监测装置10具有外接传感器的功能，此时，位于壳体的容置腔体内的传感器14可视为内接传感器。

为确保传感数据的有效性，监测装置10还具有防水功能，具体地，其还包括由防水膜组成的防水内衬，该防水内衬可以贴合于前盖181和后盖182的内侧，图1～图5所示元件均设置于防水内衬围设形成的防水空间内。若传感器14本身具备防水特性，则可设置在防水内衬的外表面上；若传感器14本身不具备防水特性，则可设置防水内衬的内表面，并可在防水内衬邻近传感器14的位置处开设有防水透气膜封装的小孔，以保证传感器14能够检测检测对象的湿度及气体，其中该防水透气膜封装的小孔可以与前盖181上的通孔183一一对应设置。

进一步地，所述监测装置10还可以在前盖181和后盖182的扣合处设置防水胶条，并且该防水胶条围设于第一接口188a和第二接口188b的周围，以防止水汽由这些缝隙进入监测装置10的内部。而对于外露的接口，本实施例可以采用塞件进行覆盖，例如，结合图2～图4所示，所述壳体的后盖182的外表面上固定塞件189的一端，该塞件189为胶塞，其另一端可以与第一接口188a过盈配合。

请参阅图4，所述监测装置10还包括设于后盖182外侧的托盘182a，该托盘182a不仅可以将监测装置10固定于监测对象上，还可以实现监测装置10的密封防水及防摔等功能。具体地，该托盘182a上开设有安装孔182b，安装件可以插置于该安装孔182b中，例如螺栓拧合于螺纹孔中，以此将监测装置10固定于保温箱等监测对象上。当然，该托盘182a还可以内嵌或者外置有磁铁，以此将监测装置10固定于冰箱等含金属壁的监测对象上，另外该托盘182a也可以设置吸盘、胶套、塑料扣等结构，并通过这些结构实现监测装置10与监测对象之间的相对固定。两者固定后，托盘182a紧密夹设于监测装置10与监测对象之间。该托盘182a可以为软硅胶垫，不含有害物质，且具有柔软、高效能、高绝缘、高抗燃、耐高低温、高压缩量、不易氧化、低出油等特点，可以填充监测装置10与监测对象之间的机构缝隙，达到密封及缓冲效果，并且可以在监测装置10与监测对象之间达成电气绝缘。

所述监测装置10作为一款记录仪，可以集成传感数据的采集与传输这两大功能，无需配合网关，记录仪自身完成传感数据的采集，并自动显示及上传该传感数据，还可以在监控平台上实时查看以及追溯。于此，本实施例的监测装置10可以直接适用于食品、药品仓储配送全流程的冷藏车、冷藏箱、冰箱、冷库等全程监控与追溯。

请参阅图7，为本发明提供一实施例的传感数据的监测方法。该监测方法基于图1～图4所示的相应元件实现，其包括步骤S71～S74。

S71：将监测装置安装于监测对象上，所述监测装置包括非易失存储器以及与所述非易失存储器连接的定位器和至少一个传感器。

S72：定位器记录所述监测装置的坐标信息。

S73：传感器从当前环境获取监测对象的传感数据。

S74：非易失存储器存储所述坐标信息以及在所述坐标信息处的传感数据，并供用户调取及执行回放中的至少一项。

结合图1～图3所示，本实施例的定位器17可以采用GPS(Global PositioningSystem,全球定位系统)或北斗定位系统对监测对象进行定位，实时记录监测对象的坐标信息，并根据坐标信息形成监测对象的运行轨迹。与此同时，传感器14在各个坐标信息所对应的位置处采集相应的传感数据。处理芯片11可以建立坐标信息与传感数据之间的映射关系，即，每一坐标信息均对应有传感器14采集到的传感数据，然后将这些数据以及映射关系被存储于非易失存储器15中。

本实施例调取及执行回放的方式包括多种，以下文三种方式为例：

一是，用户通过操作监测装置10的菜单键187和显示屏185，从非易失存储器15中调取坐标信息、传感数据及执行回放中的任一项。所述回放功能可以允许用户查看历史时间段内监测对象的运行轨迹，以及实时回放传感数据，例如温湿度信息，其查询方式可以为输入监测对象的身份标识，例如车牌号、传感器的唯一编码中的至少一个。

二是，射频模组12和天线13在处理芯片11的控制下发射载波以建立无线信道，该无线信道可以被其他监测设备、查询终端或者监测平台接收，由此，这些设备通过所述无线信道可以调取所述坐标信息、所述传感数据以及执行所述轨迹回放中的至少一项。

所述无线信道可以位于433.0MHz频段，即，监测装置10通信的载波采用433MHz频率，该频率的载波的波长短，穿透力强，使得载波能够在预定距离阈值内穿透由金属及混凝土材质中的至少一个构成的障碍物，从而确保通信质量，并提高通信的可靠性。

请参阅图8，为本发明基于监测装置的无线通信系统一实施例的结构示意图。所述无线通信系统包括无线网关81和多个监测装置10。所述监测装置10与所述无线网关81之间建立有无线信道连接。具体地，所述无线网关81也可以设置有射频模组、天线和处理芯片，射频模组通过天线与监测装置10通信，具体用于将所述处理芯片的指令发送给所述监测装置10以及接收监测装置10发送的数据，并将数据反馈回处理芯片，监测装置10执行载波监听(Wake on Radio,WOR)。

三是，通过图9所示的上位机接口90将所述坐标信息和所述传感数据上传至上位机91，使得用户通过上位机91接入的网络调取所述坐标信息、所述传感数据以及执行所述轨迹回放中的至少一项。

请参阅图9，为本发明基于监测装置的无线通信系统另一实施例的结构示意图。区别于图8，本实施例的无线通信系统还包括至少一个上位机91，无线网关81的功能由其中一个监测装置10执行，即本发明的监测装置10可以集成有数据采集和无线网关这两项功能。该监测装置10包括上位机接口19，该上位机接口19通过控制电路板与处理芯片11具有信号连接，上位机接口19具体可以为Wi-Fi、蓝牙、以太网等接口，该监测装置10通过所述上位机接口19与所述上位机91建立连接，并接收上位机91下发的指令，将相关数据发送给上位机91。

在本实施例中，对于扮演无线网关角色的监测装置10，其非易失存储器15中还可以存储有多个传感器14的唯一编码，处理芯片11在需要传感信息时于所述无线信道上广播包含唯一编码的唤醒包，处于无线信道覆盖范围内的所有传感器14接收该唤醒包，而仅有具有所述唯一编码的传感器14从当前环境获取监测对象的传感数据。基于此，该监测装置10可以调用其他任一个监测装置10的传感器14执行数据采集及传输。所述唯一编码可以为8位，本实施例可通过选取传感器14的出厂编号的几个预定位置上的数字来获得所述唯一编码。

由上述几种方式可知，本实施例通过传感器14从当前环境获取监测对象的传感数据，通过射频模组12和天线13发射或接收载波以建立无线信道，使得任意两个监测装置10之间可以于无线信道上传输传感数据，或者由任意一个监测装置10通过上位机接口19将所述传感数据上传至上位机91，即上传网络或云数据库，从而能够使得单个监测装置10具有数据采集和无线网关两项功能。

另外，本实施例将传感器14采集到的传感数据和定位器17定位到的坐标信息存储于非易失存储器15中，使得用户不仅可以实时获取监测对象的位置及各个位置处的传感数据，而且可以对监测对象的移动轨迹以及移动轨迹中各个坐标位置处的传感数据进行回放。

在本发明所提供的上述实施例中，应该理解到，所揭露的监测装置、系统以及方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的监测装置的实施例仅仅是示意性的，所显示或讨论的各个结构元件相互之间的连接可以是间接耦合或直接耦合或通信连接，可以通过物理接口、电信号传输、无线信号传输、机械或其它形式予以实现。并且，所述作为分离部件说明的元件可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个结构单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部结构单元来实现本发明的各个实施例方案的目的。

上述各个实施例之间可以相互结合，其中方法项功能若以软件功能的形式实现并作为独立产品销售或使用时，可存储在一个电子设备可读取存储介质中，即，本发明还提供一种存储有程序数据的存储装置，所述程序数据能够在具有上述结构的基础上被执行以实现上述方法，该存储装置可以为如U盘、光盘、服务器等。也就是说，本发明的方法项实施例可以以软件产品的形式体现出来，其包括若干指令用以使得具有上述装置的电子产品执行所述方法的全部或部分步骤。

应理解，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可软性插接传感器的监测装置，其特征在于，所述监测装置包括壳体，以及位于所述壳体限定的容置腔体内的控制电路板和至少一个传感器，所述控制电路板和每一传感器之间通过柔性电路板连接。

2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述壳体开设有通孔，所述传感器邻近所述通孔设置。

3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括位于所述容置腔体内的定位支架，所述定位支架包括承载部和连接部，所述承载部与所述壳体相对间隔设置，所述连接部的两端分别与所述承载部和所述壳体固定，所述传感器承载于所述承载部上。

4.根据权利要求3所述的监测装置，其特征在于，所述定位支架设置于所述容置腔体内的不同位置，且与所述传感器一一对应设置。

5.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述壳体包括用于扣合形成所述容置腔体的前盖和后盖，所述传感器邻近所述前盖设置，所述监测装置还包括设置于所述后盖外侧的托盘，所述托盘用于在所述监测装置与待监测器件固定时贴合于两者之间。

6.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述托盘上开设有安装孔，用于插置固定所述监测装置和待监测器件的安装件。

7.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述托盘还设置有磁铁，所述磁铁设于所述托盘内部或外置于所述托盘外侧。

8.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述托盘为胶垫。

9.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括与所述控制电路板连接且外漏于壳体的接口，用于插接传感器。

10.根据权利要求1-9任一项所述的监测装置，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器及气体传感器中的至少一个。