CN111986466B - 一种户外无线传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种户外无线传感器，包括传感器主体部分，该传感器主体部分通过无线方式与后台数据管理系统连接，所述传感器主体部分包括控制主机以及检测部分，所述检测部分包括一金属杆，以及拆装式安装于金属杆上的手柄与传感器部分，所述控制主机与检测部分之间通过一防水接头转动连接，所述控制主机包括壳体、太阳能电池、主板、显示屏、指示灯以及防水按键，太阳能电池、主板、显示屏以及防水按键均安装于壳体上预留的槽位内。本发明的户外无线传感器，可灵活选用不同的传感器，对被测对象进行长期数据采集。

Description

一种户外无线传感器
技术领域
本发明涉及物联网领域，具体涉及一种户外无线传感器。
背景技术
目前市面上温湿度探针，没有进行防水设计；有防水设计的，却不能进行人机交互，只能看到显示值。目前仓库管理，需要一种更智能、便携、可户外防水，对被测对象进行长期数据采集的传感器。
户外温湿度传感器需要同时解决如下五个问题：
1)使用防水结构时的人机交互问题；
2)长期使用时的能源供给，及主备供电系统的自动切换；
3)怎么灵活选用不同的传感器，对被测对象进行数据采集；
4)怎么解决户外传感器的唤醒问题；
目前的户外温湿度传感器没有同时解决以上问题，只是解决了部分问题。例如，有的解决了防水问题，但不能进行人机交互。有的使用有线方式，不便于传感器的搬移。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种户外无线传感器，能够解决现有技术中的问题，解决采用防水结构时的人机交互问题户外低温环境下的启动问题；长期使用的供电问题以及便携移动的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种户外无线传感器，包括传感器主体部分，该传感器主体部分通过无线方式与后台数据管理系统连接，所述传感器主体部分包括控制主机以及检测部分，所述检测部分包括一金属杆，以及拆装式安装于金属杆上的手柄与传感器部分，所述控制主机与检测部分之间通过一防水接头转动连接，所述控制主机包括壳体、太阳能电池、主板、显示屏、指示灯以及防水按键，太阳能电池、主板、显示屏以及防水按键均安装于壳体上预留的槽位内。
作为优选的技术方案，所述金属杆为T型金属杆，传感器部分采用一个以上的互相装配的传感器，传感器与传感器之间通过螺纹拆装式连接，传感器与金属杆之间通过螺纹拆装式连接，金属杆与手柄之间通过螺纹拆装式连接。
作为优选的技术方案，壳体包括底壳、面壳以及内壳，内壳安装于底壳与面壳内，内壳与底壳分别有对应的凹口和凸槽相互咬合，凹口与凸槽间有防水胶圈，最后通过螺丝将内壳与底壳扭紧，互相组装成一个密封的壳体，所述内壳由透明材料制成，所述面壳与底壳为不透光材料制成。
作为优选的技术方案，面壳上设置有太阳能电池安装位、显示屏安装位、指示灯安装位以及按键安装位，阳能电池、显示屏、指示灯以及防水按键安装于对应的安装位中。
作为优选的技术方案，所述防水按键采用太阳能电池小板，太阳能电池小板设置于透明的内壳底部，其与控制主机内部的主板连接，通过光的通断来实现按键功能。
作为优选的技术方案，所述控制主机与检测部分通过太阳能模组以及锂电池供电，所述太阳能模组包括太阳能电池板、充电电池，充电电池通过太阳能电池板充电，还包括一主备电源自动倒换模块；
当可充电电池的电量充足时，DC-DC/1的使能端为高电平，DC-DC/1输出3.3V电压，给系统供电，同时，比较器的输入端为高，比较器输出低电平，DC-DC/2的使能端为低电平，DC-DC/2截止；
当可充电电池的电量不足时，DC-DC/1的使能端为低电平，DC-DC/1截止，同时，比较器的输入端为低，比较器输出高电平，DC-DC/2的使能端为高电平，DC-DC/2输出3.3V电压，给系统供电。
作为优选的技术方案，所述传感器主体部分通过无线基站、网络交换机与路由器连接到后台主机管理系统。
作为优选的技术方案，传感器部分通过无线唤醒或者通过按键唤醒，具体唤醒方式如下：
1)在预定的时间到达时，外部电路产生中断，唤醒处于休眠状态的MCU；
2)在MCU休眠时，如果有使用者通过按动“光按钮”，可通过外部电路产生的中断，唤醒处于休眠状态的MCU；
3)在MCU休眠时，如果主机需要查询指定的传感器，主机可将被查询传感器的“ID”，通过以太网包的形式下发到无线基站，再由无线基站将该地址通过无线信道发射出去，被查询传感器的MCU处于休眠状态，但网络接口电路处于工作状态，当网络接口电路将从无线信道上接收到的“ID”与自身预定的“ID”相匹配时，产生中断，将MCU从休眠状态中唤醒。
本发明的有益效果是：本发明的户外无线传感器，可灵活选用不同的传感器，对被测对象进行长期数据采集。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的壳体的爆炸图；
图3为本发明的面壳的俯视图；
图4为本发明的光按钮的结构示意图；
图5为本发明的供电系统的系统方框图；
图6为本发明的电源切换部分的电路图；
图7为本发明图1中检测部分的爆炸图；
图8为本发明主机相对检测部分转动90度后的使用状态图；
图9为本发明的无线网络构架图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本发明使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明的一种户外无线传感器，包括传感器主体部分，该传感器主体部分通过无线方式与后台数据管理系统连接，所述传感器主体部分包括控制主机以及检测部分，所述检测部分包括一金属杆1，以及拆装式安装于金属杆1上的手柄3与传感器部分2，所述控制主机与检测部分之间通过一防水接头4转动连接，所述控制主机包括壳体、太阳能电池5、主板、显示屏6、指示灯7以及防水按键8，太阳能电池5、主板、显示屏6以及防水按键8均安装于壳体上预留的槽位内。
如图7所示，金属杆为T型金属杆，传感器部分2采用一个以上的互相装配的传感器，传感器与传感器之间通过螺纹拆装式连接，传感器与金属杆之间通过螺纹拆装式连接，手柄的一端设置有一金属T头101，通过金属T头与金属杆螺纹连接，本实施例中举例为两个传感器，包括第一传感器21以及第二传感器22，如果被测物体只需要测试一项，如温度，只需要将热敏电阻或温度传感器嵌入第一传感器内，不需要安装第二传感器；
如果需要同时测试被测物体的温度和湿度，可将热敏电阻或温度传感器嵌入第一传感器内，湿度传感器嵌入第二传感器中。
如图8所示，采用防水接头连接T型金属杆和控制壳体，控制壳体可旋转0-90°，采用防水接头连接T型金属杆和控制壳体，为了方便使用者在户外观察显示屏，考虑到户外不同角度光线会有变化，使用者会旋转控制壳体，到便于观察的角度，使用防水接头，有两个用处：一是防水；二是锁定控制壳体的旋转角度。壳体不会滑动。
如图2和图3所示，壳体包括底壳13、面壳11以及内壳12，内壳12安装于底壳13与面壳11内，内壳12与底壳13通过螺丝互相组装成一个密封的壳体，内壳12由透明材料制成，面壳11与底壳13为不透光材料制成，面壳11上设置有太阳能电池安装位14、显示屏安装位15、指示灯安装位16以及按键安装位17，阳能电池、显示屏、指示灯以及防水按键安装于对应的安装位中，本实施例中，指示灯的作用是：使用者可以看到LED显示的颜色。内部处理器通过显示不同的颜色，告诉使用者传感器当前的运行状态。如：红色-表示故障；绿色-表示正常运行；橙色-表示告警。
如图4所示，防水按键采用太阳能电池小板，太阳能电池小板设置于透明的内壳底部，其与控制主机内部的主板连接，通过光的通断来实现按键功能。本实施例中的防水按键与其他普通按键不同的地方，这里使用的是“光按键”，用一个与按键大小相近的太阳能电池板来实现按键。
如图5和图6所示，控制主机与检测部分通过太阳能模组以及锂电池供电，所述太阳能模组包括太阳能电池板、充电电池，充电电池通过太阳能电池板充电，还包括一主备电源自动倒换模块；
当可充电电池的电量充足时，DC-DC/1的使能端为高电平，DC-DC/1输出3.3V电压，给系统供电，同时，比较器的输入端为高，比较器输出低电平，DC-DC/2的使能端为低电平，DC-DC/2截止；
当可充电电池的电量不足时，DC-DC/1的使能端为低电平，DC-DC/1截止，同时，比较器的输入端为低，比较器输出高电平，DC-DC/2的使能端为高电平，DC-DC/2输出3.3V电压，给系统供电。
由于使用了太阳能充电电池，不需要有线供电，给户外传感器的布放带来便利。同时，本户外温度传感器内置无线收发模块，根据实际使用的情况，选用内置天线、或外部天线。在满足接收灵敏度要求的前提下，优先使用内置天线。
如图9所示，传感器主体部分通过无线基站、网络交换机与路由器连接到后台主机管理系统。
本实施例中，传感器部分通过无线唤醒或者通过按键唤醒，具体唤醒方式如下：
1)在预定的时间到达时，外部电路产生中断，唤醒处于休眠状态的MCU；
2)在MCU休眠时，如果有使用者通过按动“光按钮”，可通过外部电路产生的中断，唤醒处于休眠状态的MCU；
3)在MCU休眠时，如果主机需要查询指定的传感器，主机可将被查询传感器的“ID”，通过以太网包的形式下发到无线基站，再由无线基站将该地址通过无线信道发射出去，被查询传感器的MCU处于休眠状态，但网络接口电路处于工作状态，当网络接口电路将从无线信道上接收到的“ID”与自身预定的“ID”相匹配时，产生中断，将MCU从休眠状态中唤醒。
本发明的有益效果是：本发明的户外无线传感器，可灵活选用不同的传感器，对被测对象进行长期数据采集。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种户外无线传感器，其特征在于：包括传感器主体部分，该传感器主体部分通过无线方式与后台数据管理系统连接，所述传感器主体部分包括控制主机以及检测部分，所述检测部分包括一金属杆，以及拆装式安装于金属杆上的手柄与传感器部分，所述控制主机与检测部分之间通过一防水接头转动连接，所述控制主机包括壳体、太阳能电池、主板、显示屏、指示灯以及防水按键，太阳能电池、主板、显示屏以及防水按键均安装于壳体上预留的槽位内；
所述防水按键采用太阳能电池小板，太阳能电池小板设置于透明的内壳底部，其与控制主机内部的主板连接，通过光的通断来实现按键功能；
所述金属杆为T型金属杆，传感器部分采用一个以上的互相装配的传感器，传感器与传感器之间通过螺纹拆装式连接，传感器与金属杆之间通过螺纹拆装式连接，金属杆与手柄之间通过螺纹拆装式连接；壳体包括底壳、面壳以及内壳，内壳安装于底壳与面壳内，内壳与底壳分别有对应的凹口和凸槽相互咬合，凹口与凸槽间有防水胶圈，最后通过螺丝将内壳与底壳扭紧，互相组装成一个密封的壳体，所述内壳由透明材料制成，所述面壳与底壳为不透光材料制成；所述控制主机与检测部分通过太阳能模组以及锂电池供电，所述太阳能模组包括太阳能电池板、充电电池，充电电池通过太阳能电池板充电，还包括一主备电源自动倒换模块；
当可充电电池的电量充足时，DC-DC/1的使能端为高电平，DC-DC/1输出3.3V电压，给系统供电，同时，比较器的输入端为高，比较器输出低电平，DC-DC/2的使能端为低电平，DC-DC/2截止；
当可充电电池的电量不足时，DC-DC/1的使能端为低电平，DC-DC/1截止，同时，比较器的输入端为低，比较器输出高电平，DC-DC/2的使能端为高电平，DC-DC/2输出3.3V电压，给系统供电；
传感器部分通过无线唤醒或者通过按键唤醒，具体唤醒方式如下：
1)在预定的时间到达时，外部电路产生中断，唤醒处于休眠状态的MCU；
2)在MCU休眠时，如果有使用者通过按动“光按钮”，可通过外部电路产生的中断，唤醒处于休眠状态的MCU；
3)在MCU休眠时，如果主机需要查询指定的传感器，主机可将被查询传感器的“ID”，通过以太网包的形式下发到无线基站，再由无线基站将该地址通过无线信道发射出去，被查询传感器的MCU处于休眠状态，但网络接口电路处于工作状态，当网络接口电路将从无线信道上接收到的“ID”与自身预定的“ID”相匹配时，产生中断，将MCU从休眠状态中唤醒。
2.根据权利要求1所述的户外无线传感器，其特征在于：面壳上设置有太阳能电池安装位、显示屏安装位、指示灯安装位以及按键安装位，太阳能电池、显示屏、指示灯以及防水按键安装于对应的安装位中。
3.根据权利要求1所述的户外无线传感器，其特征在于：所述传感器主体部分通过无线基站、网络交换机与路由器连接到后台主机管理系统。
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