CN206430751U

CN206430751U - 一种防潮型大气温湿度及co2监测终端

Info

Publication number: CN206430751U
Application number: CN201621096492.XU
Authority: CN
Inventors: 王炜林; 黄晓娟; 赵西晨; 侯改玲; 邓宏
Original assignee: MICROWISE SYSTEM CO Ltd; SHAANXI PROVINCIAL INSTITUTE OF ARCHAEOLOGY
Current assignee: MICROWISE SYSTEM CO Ltd; SHAANXI PROVINCIAL INSTITUTE OF ARCHAEOLOGY
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2017-08-22
Anticipated expiration: 2026-09-30

Abstract

本实用新型涉及一种监测终端，具体涉及一种防潮型大气温湿度及CO2监测终端，包括中央处理单元、射频通讯单元、电源管理单元、功能模块、传感器模块。中央处理单元从传感器模块获得温湿度和CO₂数据，并将温湿度和CO₂数据处理后传给射频通信单元，射频通讯单元将温湿度和CO₂数据通过WSN网络发送至网关，再由网关通过无线网络传送给远程的电脑或手机终端。用户也可以在远程的电脑或手机终端下发命令，命令通过无线网络到达网关，网关将命令传送给防潮型大气温湿度及CO2监测终端，完成对其参数的修改。本实用新型具有低功耗、多种供电方式，环境适应性好、数据准确度高，防潮，体积小，安装方便等优点。

Description

一种防潮型大气温湿度及CO2监测终端

技术领域

本实用新型涉及一种监测终端，具体涉及一种防潮型大气温湿度及CO₂监测终端，主要应用于文物保护领域的环境大气温湿度及CO₂监测。

背景技术

根据文物保护领域的市场需求，在文物既存环境需要长期的多维度、大范围的监测温湿度和CO₂的参数。文物既存环境的大气温湿度情况直接作用与文物本体，或遗址。另一方面，文物既存环境的其他能量交换，也能通过大气温湿度的变化情况间接感知。

文物既存环境的大气中CO₂含量的大小有两方面影响：一方面，间接表明该环节内，尤其是封闭、半封闭环境内发生温室效应的可能性；另一方面，间接表明附近游览群体是否过多。

防潮型大气温湿度及CO₂监测终端产品特别针对文物的使用环境设计，该设备不仅能监测大气的温湿度及CO₂变化，还要求低功耗和较强的环境适应性。

目前市场上的温湿度和CO₂合一产品不多见，好多都是温湿度监测和CO₂监测分开的或者是多参数可以选择的，存在所用网络代价高、速率低、距离近等缺点，另外市场目前相似设备精度也不高，不防潮，功耗大，环境适应性差，体积大，安装不方便，特定领域使用通用性差等问题。

专利CN201620004043.1公开了一种基于ZIGBEE技术的智能家居环境监测控制装置，包括控制器终端、智能网关、无线路由器、至少1个智能家居终端、无线ZIGBEE协议数据采集模块、用于预设及存储室内环境参数的数据存储模块、无线二氧化碳检测器、无线PM2.5检测器、无线甲醛检测器、无线温湿度检测器和无线煤气泄漏检测器。通过控制器终端在数据存储模块内预设所需的环境参数，进而对比当前检测的室内环境参数，实现室内无人自动化控制，且布线、布网更加简便、便利性更强、舒适性更好。该专利中的ZIGBEE就有造价高、速率低、距离近等缺点，其监测参数繁多，系统复杂且只能用于小范围专用领域，不具备我们防潮型大气温湿度及CO2监测终端的通用性。

专利CN201520462257.9公开了养殖猪场环境智能监控系统，其特征在于：包括服务器、智能监控终端、二氧化碳检测装置、温湿度检测装置、光照检测装置、摄像装置以及液晶显示屏；服务器与智能监控终端之间实现数据通信；二氧化碳检测装置、温湿度检测装置、光照检测装置以及摄像装置与智能监控终端连接；智能监控终端包括采集控制模块、电源模块以及传输模块。该专利中的温湿度和CO₂与其它监测参数一块组成系统，其不能独立工作，不防潮，其数据精度也不高，不灵活且其系统庞大，易出问题，维护困难，需要提供市电等。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题以及满足文物保护行业的需求，本实用新型提供了一种防潮型大气温湿度及CO₂监测终端。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种防潮型大气温湿度及CO₂监测终端，包括中央处理单元、射频通讯单元、功能模块、传感器模块和电源管理单元；所述中央处理单元按照设定的时间间隔从温湿度传感器单元和CO₂传感器单元获得当前该监测设备和文物安装环境的温湿度数据和CO₂数据，将数据处理后传给射频通信单元；所述射频通讯单元接收所述中央处理单元采集和预处理的数据，并将数据封装成通讯数据包，通过WSN网络上传至网关再由网关通过无线网络传送给远程的电脑或手机终端；所述功能模块包括多个功能单元，实现所述监测终端的设备配置、存储、时钟、监护功能；所述传感器模块采集环境的温湿度数据和CO₂数据。所述射频通讯单元、功能模块和传感器模块分别与中央处理单元连接。

进一步地，所述传感器模块包括温湿度传感器单元和CO₂传感器单元。温湿度传感器单元用于采集环境中的大气温湿度数据；C0₂传感器单元用于采集环境大气中的CO₂浓度值。所述温湿度传感器单元、CO₂传感器单元分别与中央处理单元相连接。

进一步地，所述功能模块包括指示单元、设备配置单元、存储单元、时钟单元、监护单元和低电检测单元。所述指示单元通过LED灯对防潮型大气温湿度及CO₂监测终端自身的工作状态进行指示；所述设备配置单元用于配置设备无线通信的参数；所述存储单元用于网络信号不好或者网络故障时，对温湿度数据和CO₂数据进行存储；所述时钟单元用于为每包数据打上正确的时间戳，尤其是当网络异常时，数据存储在设备的存储单元也就有了正确的时间，方便网络恢复时，将这期间的数据上传出去；所述监护单元对所述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的工作状态进行监护；所述低电检测单元对防潮型大气温湿度及CO₂监测终端自带的电池电量进行检测和预警；所述指示单元、设备配置单元、存储单元、时钟单元、监护单元和低电检测单元分别与中央处理单元连接；

进一步地，所述监护单元包含看门狗定时器，用于设备异常时，对设备进行复位。

进一步地，所述通讯数据包，包括包头识别信息、包头序列号、温湿度数据信息、CO₂数据信息、以及电池状态、时间戳和校验码。

进一步地，所述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的工作方法，包括：温湿度传感器单元和CO₂传感器单元和所述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端连接，将环境中的温湿度数据和CO₂数据传送给中央处理单元；中央处理单元将发送过来的温湿度数据和CO₂数据经过处理，传给射频通信单元；射频通讯单元将温湿度数据和CO₂数据封装成通讯数据包，建立WSN网络，通过WSN网络将通讯数据包上传至网关，然后网关通过无线网络传送给远程的电脑或手机终端。

进一步地，所述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的参数修改的方法，包括：用户远程通过电脑或手机终端设置防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的参数命令（比如，修改其工作周期），所述命令通过无线网络到达网关，网关将命令通过WSN网络从防潮型大气温湿度及CO2监测终端的射频通信单元传送给中央处理单元，中央处理单元对命令进行解析，解析完成后，进行自身参数的更改，然后按照新命令运行。

进一步地，所述无线网络包括以太网、WIFI或GPRS。

进一步地，所述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端还包括电源管理单元，所述电源管理单元与中央处理单元连接，为整个工作过程提供电源，其自身的电池可以起到续航的功能，电池自身电量不足时，会向远程终端发出报警信息。

进一步地，为了传输更远的距离，可以将防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的射频功率调大。

和现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.低功耗：本实用新型的防潮型大气温湿度及CO₂监测终端考虑了文物保护市场的需求，当采用可充电电池时，可以工作1年以上；采用不可充电电池时，可以比可充电电池工作时间更长。

2.多种供电方式可选：可根据客户的需求，采用多种供电方式：不可充电电池、可充电电池或市电。

3.环境适应性好：本实用新型的防潮型大气温湿度及CO₂监测终端有多种颜色和文物本体相适应；防潮性达到了IP65，可以用于开放式文物保存环境。

4.数据准确性高：本实用新型的监测终端不但性能优良而且具有很高的精度。

5.体积小、安装方便：本实用新型的防潮型大气温湿度及CO₂监测终端体积小，安装方便，可以放到展柜附近，也可以悬挂在博物馆相关地方等，且配有多种安装配件，适用于各种环境的安装。

附图说明

图1是本实用新型的防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的示意图。

图中，1、中央处理单元；2、射频通信单元；3：电源管理单元；4、温湿度传感器单元；5、CO₂传感器单元；6、指示单元；7、设备配置单元；8、存储单元；9、时钟单元；10、监护单元；11、低电检测单元；12、功能模块；13、传感器模块。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

图1所示的防潮型大气温湿度及CO₂监测终端，包括中央处理单元1、射频通讯单元2、功能模块12、传感器模块13；所述中央处理单元1对温湿度数据和CO₂数据进行预处理、存储、加入时间戳和传输；所述射频通讯单元2接收所述中央处理单元1传来的数据，并将数据封装成通讯数据包，通过WSN网络上传至网关，再由网关通过无线网络传送给远程的电脑或手机终端；所述功能模块12包括多个功能单元，实现该产品的功能；所述传感器模块13采集环境的温湿度数据和CO₂数据。所述射频通讯单元2、电源管理单元3、功能模块12、传感器模块13分别与中央处理单元1连接。

传感器模块13包括温湿度传感器单元4和CO₂传感器单元5。温湿度传感器单元4用于采集环境中的大气温湿度数据；C0₂传感器单元5用于采集环境大气中的CO₂浓度值。所述温湿度传感器单元4、CO₂传感器单元5分别与中央处理单元1相连接。

功能模块12包括指示单元6、设备配置单元7、存储单元8、时钟单元9、监护单元10和低电检测单元11；所述指示单元6通过LED灯对防潮型大气温湿度及CO₂监测终端自身的工作状态进行指示；所述设备配置单元7用于配置设备无线通信的参数；所述存储单元8用于网络信号不好或者网络故障时，对温湿度数据和CO₂数据进行存储；所述时钟单元9用于为每包数据打上正确的时间戳，尤其是当网络异常时，数据存储在设备的存储单元也就有了正确的时间，方便网络恢复时，将这期间的数据上传出去；所述监护单元10对所述防潮型大气温湿度及CO2监测终端的工作状态进行监护；所述低电检测单元11对防潮型大气温湿度及CO2监测终端自带的电池电量进行检测和预警；所述指示单元6、设备配置单元7、存储单元8、时钟单元9、监护单元10和低电检测单元11分别与中央处理单元1相连接。

其中，监护单元10包含看门狗定时器，用于设备异常时，对设备进行复位；通讯数据包，包括包头识别信息、包头序列号、温湿度数据信息、CO₂数据信息、以及电池状态、时间戳和校验码等。

防潮型大气温湿度及CO₂监测终端还包括电源管理单元3，所述电源管理单元3与中央处理单元1连接，为整个控制过程提供电源，其自身的电池可以起到续航的功能，且电池电量不足时，会向远程终端发出报警信息。

上述无线网络包括以太网、WIFI或GPRS。

为了传输更远的距离，可以将防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的射频功率调大。

本实施例中，CO₂传感器和温湿度传感器分别采用国外高端传感器。

CO2传感器（NDIR）

厂家	E和E
		工作环境	工作温度范围-40～和60℃；工作湿度范围5～95%RH
测量范围	0～5000ppm
		精确度	±50ppm±2%读数（25℃）

温湿度传感器（半导体）

厂家	SENSIRION
		工作环境	电源电压范围是和2.4～和5.5V
测量范围	-40～和123.8℃；0～100%RH
		分辨率	0.01℃；0.05%RH
精确度	±0.3℃；±2%RH

实施例2：

在实施例1的基础上，上述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的检测方法，包括：温湿度传感器单元和CO₂传感器单元和所述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端连接，将环境中的温湿度数据和CO₂数据传送给中央处理单元；中央处理单元将发送过来的温湿度数据和CO₂数据经过处理，传给射频通信单元；射频通讯单元将温湿度数据和CO₂数据封装成通讯数据包，建立WSN网络，通过WSN网络将通讯数据包上传至网关，然后网关通过无线网络传送给远程的电脑或手机终端。

实施例3：

在实施例1的基础上，上述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的参数修改的方法，包括：用户远程通过电脑或手机终端设置防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的参数命令（比如，修改其工作周期），所述命令通过无线网络到达网关，网关将命令通过WSN网络从防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的射频通信单元传送给中央处理单元，中央处理单元对命令进行解析，解析完成后，进行自身参数的更改，然后按照新命令运行。

本实用新型的防潮型大气温湿度及CO₂监测终端具有低功耗、多种供电方式可选、环境适应性好、数据准确性高、体积小、安装方便等优点。

此外，本实用新型的监测终端还具有以下特点：

1.产品采用模块化设计理念，包括：主板、传感器扩展板；

2.产品采样频率固定为20分钟，采样频率可调；

3.产品正常工作时平均功耗不大于100mW，休眠功耗不大于1mW；

4.RF发射功率不小于9dBm且可调。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种防潮型大气温湿度及CO₂监测终端，其特征在于：包括中央处理单元（1）、射频通讯单元（2）、功能模块（12）、传感器模块（13）；所述中央处理单元（1）对温湿度数据和CO₂数据进行预处理、存储、加入时间戳和传输；所述射频通讯单元（2）接收所述中央处理单元（1）传来的温湿度数据和CO₂数据，并将数据封装成通讯数据包，通过WSN网络上传至网关；所述功能模块（12）包括多个功能单元，实现所述监测终端的设备配置、存储、加入时间戳、监护功能；所述传感器模块（13）采集环境的温湿度数据和CO₂数据；所述射频通讯单元（2）、功能模块（12）、传感器模块（13）分别与中央处理单元（1）连接。

2.根据权利要求1所述的防潮型大气温湿度及CO₂监测终端，其特征在于：所述传感器模块（13）包括温湿度传感器单元（4）和CO₂传感器单元（5）；温湿度传感器单元（4）用于采集环境中的大气温湿度数据；CO₂传感器单元（5）用于采集环境大气中的CO₂浓度值；所述温湿度传感器单元（4）、CO₂传感器单元（5）分别与中央处理单元（1）相连接。

3.根据权利要求1所述的防潮型大气温湿度及CO₂监测终端，其特征在于：所述功能模块（12）包括指示单元（6）、设备配置单元（7）、存储单元（8）、时钟单元（9）、监护单元（10）和低电检测单元（11）；所述指示单元（6）通过LED灯对防潮型大气温湿度及CO₂监测终端自身的工作状态进行指示；所述设备配置单元（7）用于配置设备无线通信的参数；所述存储单元（8）用于网络信号不好或者网络故障时，对温湿度数据和CO₂数据进行存储；所述时钟单元（9）用于为每包数据打上正确的时间戳，尤其是当网络异常时，数据存储在设备的存储单元也就有了正确的时间，方便网络恢复时，将这期间的数据上传出去；所述监护单元（10）对所述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端的工作状态进行监护；所述低电检测单元（11）对防潮型大气温湿度及CO₂监测终端自带的电池电量进行检测和预警；所述指示单元（6）、设备配置单元（7）、存储单元（8）、时钟单元（9）、监护单元（10）和低电检测单元（11）分别与中央处理单元（1）相连接。

4.根据权利要求1所述的防潮型大气温湿度及CO2监测终端，其特征在于：所述监护单元（10）包含看门狗定时器，用于设备异常时，对设备进行复位。

5.根据权利要求1所述的防潮型大气温湿度及CO₂监测终端，其特征在于：所述防潮型大气温湿度及CO₂监测终端还包括电源管理单元（3），所述电源管理单元（3）与中央处理单元（1）连接，为整个工作过程提供电源，其自身的电池可以起到续航的功能，且电池自身电量不足时，会向远程终端发出报警信息。