CN207216933U - 智能传感器应用系统电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供智能传感器应用系统电路，解决了现有的传感器系统无法满足各类场景应用需求及在学习后无法将传感器原理学以致用的问题。本实用新型包括处理器单元、传感器单元、无线传输单元、接口单元、显示单元、按键单元、执行单元及应用电路单元。本实用新型能够提供了多种数据传输的方式，使得用户不论采用有线传输还是无线传输，均可以进行很好的数据传输；同时，本实用新型还可以在多种无线设备之间进行互联互通；本实用新型可以很好地将传感器实际应用中的各类传感器采集相关系统的原型进行验证；本实用新型实用性高，操作便捷，适于在有需要的场合推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器应用领域，特别是智能传感器应用系统电路。
背景技术
目前，针对不同应用类项目需涉及到各种各样的传感器，且数据传输方式需求也各不相同，针对不同的应用场景需要选择不同的数据传输。但是市面上针对传感器应用开发系统很少，具有数据采集后可同时采用有线及无线的方式传输到后台数据处理系统的原型验证平台就更难求。
而在传感器教学中，大多数的教学都是面向传感器原理的，而针对传感器的实际用的设备相对较少，且教学中在传感器应用设备方面也较薄弱；然而在实际应用的各类物联网项目中，均与传感器的真实应用相关，从而出现了教学与实际应用脱节的问题，使得学习的内容不能很好的切入实际应用。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供智能传感器应用系统电路。
智能传感器应用系统电路，包括处理器单元；还包括分别与处理器单元连接的传感器单元、无线传输单元、接口单元、显示单元、按键单元、执行单元及应用电路单元。
所述的传感器单元包括与处理器分别连接的酒精传感器、超声波传感器、震动传感器、气味传感器、温度传感器、湿度传感器、光传感器、三轴加速度传感器、重量传感器、声音检测传感器。
所述的无线传输单元包括与处理器分别连接的ZigBee收发电路、蓝牙收发电路、WiFi收发电路。
所述的接口单元包括分别与处理器单元连接的USB接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、总线接口电路；所述的USB接口电路通过接口转换电路及接口选择电路分别与RS232接口电路及RS485接口电路连接。
所述的按键单元包括分别与处理器单元连接的矩阵键盘电路、独立键盘电路、系统复位键电路。
所述的执行单元包括与处理器单元连接的执行单元电路；所述的执行单元电路上设置有步进电机、直流电路、风扇、发光二极管。
作为优选，所述的执行单元还包括蜂鸣器控制电路；所述的蜂鸣器控制电路与矩阵键盘电路连接。
作为优选，所述的光传感器包括光敏传感器、光强传感器；所述的气味传感器有若干个。
作为优选，所述的显示单元为LCD显示屏、8*8LED点阵、8位LED、8位数码管、独立7段数码管的其中一种或几种。
作为优选，所述的应用电路单元包括与处理器单元分别连接的AD/DA信号转换电路、ISP下载电路、实时时钟电路、板载电源电路、IIC电路、晶振电路。
作为优选，所述的处理器单元为51单片机或AVR单片机；所述的处理器单元的引脚为40个及以上。
作为优选，所述的处理器单元通过与引脚连接的扩展接口分别与传感器单元、无线传输单元、接口单元、显示单元、按键单元、执行单元及应用电路单元连接。
作为优选，所述的板载电源电路包括锂电池、充电电路、供电电路、5V升压电路和3.3V稳压电路；所述的充电电路的电能输入端分别电连接DC电源接口和USB接口电路的供电接线端；所述的锂电池分别电连接充电电路和供电电路，所述的供电电路的供电输出端电连接5V升压电路的供电输入端，所述的5V升压电路的供电输出端作为板载电源电路的5V直流电输出端且电连接3.3V稳压电路的供电输入端；所述的3.3V稳压电路的供电输出端作为板载电源电路的3.3V直流电输出端。
作为优选，所述的充电电路中选用充电芯片TP4057，在所述的5V升压电路中选用升压芯片ME2109F，在所述的3.3V稳压电路中选用稳压芯片ME6211C33MX。
与现有技术相比，本实用新型能够同时解决传感器数据采集问题与数据传输问题，且提供了多种数据传输的方式，使得用户不论采用有线传输(USB/RS232/RS485)还是无线传输(ZigBee/WiFi/蓝牙)，本实用新型均可以进行很好的数据传输；同时，本实用新型还可以在多种无线设备之间进行互联互通。
本实用新型将传感器的应用原理与传感器的实际应用相结合，且提供了常用的各种传感器，供有教学需求的场所开展传感器应用课程其相关的实习实训，由此可以很好地将传感器实际应用中的各类传感器采集相关系统的原型进行验证。
本实用新型实用性高，操作便捷，适于在有需要的场合推广使用。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为传感器单元的电路图。
图3为无线传输单元的电路图。
图4为接口单元的电路图。
图5为按键单元的电路图。
图6为执行单元的电路图。
图7为应用电路单元的电路图。
图8为显示单元的电路图。
图9为处理器单元的电路图。
图10为板载电源电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，智能传感器应用系统电路，包括处理器单元；还包括分别与处理器单元连接的传感器单元、无线传输单元、接口单元、显示单元、按键单元、执行单元及应用电路单元。
如图9所示，本实施例中，处理器单元为可靠性高、功能强、低功耗、兼容性好的51单片机或AVR单片机；处理器单元的引脚为40个及以上；处理器单元通过与引脚连接的扩展接口分别与传感器单元、无线传输单元、接口单元、显示单元、按键单元、执行单元及应用电路单元连接，由此可以解决元器件数量多时单片机引脚不够的问题。
如图2所示，传感器单元包括与处理器分别连接的酒精传感器、超声波传感器、震动传感器、气味传感器、温度传感器、湿度传感器、光传感器、三轴加速度传感器、重量传感器、声音检测传感器；由此可以提供常用的各种传感器，供有教学需求的场所开展传感器应用课程其相关的实习实训，由此可以很好地将传感器实际应用中的各类传感器采集相关系统的原型进行验证。本实施例中，光传感器包括光敏传感器、光强传感器；气味传感器有若干个；其中，温度传感器采用的芯片的型号为DS18B20，光敏传感器采用的是光敏电阻，温度传感器采用的是热敏电阻，湿度传感器采用的是湿敏电阻。
如图3所示，无线传输单元包括与处理器分别连接的ZigBee收发电路、蓝牙收发电路、WiFi收发电路。
如图4所示，接口单元包括分别与处理器单元连接的USB(Universal SerialBus，通用串行总线)接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、总线接口电路；USB接口电路通过接口转换电路及接口选择电路分别与RS232接口电路及RS485接口电路连接。本实施例中，接口转换电路选用的芯片的型号为PL2303HX，RS232接口电路采用的芯片的型号为MAX232，RS485接口电路采用的芯片的型号为MAX485，总线接口电路采用方向可控的八路缓冲器74HC245。
通过接口单元及无线传输单元的设置，本实用新型提供了多种数据传输的方式，使得用户不论采用有线传输(USB/RS232/RS485)还是无线传输(ZigBee/WiFi/蓝牙)，均可以进行很好的数据传输，将传感器单元检测到的数据在无线设备上显示出来；同时，还可以通过无线传输单元在多种无线设备之间进行互联互通。
如图5所示，按键单元包括分别与处理器单元连接的矩阵键盘电路、独立键盘电路、系统复位键电路；由此可以通过各个按键控制整个电路或各个元器件的运行或中断。本实施例中，矩阵键盘电路为4*4矩阵键盘电路；独立键盘电路为8位独立键盘电路；系统复位键电路根据处理器单元型号的不同分为51系统复位电路、AVR系统复位电路。
如图6所示，执行单元包括与处理器单元连接的执行单元电路；执行单元电路上设置有步进电机、直流电路、风扇、发光二极管。本实施例中，执行单元还包括蜂鸣器控制电路；蜂鸣器控制电路与矩阵键盘电路连接；执行单元采用高耐压、大电流的复合晶体管ULN2003。
如图7所示，本实施例中，应用电路单元包括与处理器单元分别连接的AD/DA信号转换电路、ISP下载电路、实时时钟电路、板载电源电路、IIC电路、晶振电路；由此保证整个系统电路的正常运行。本实施例中，AD/DA信号转换电路采用的芯片的型号为PCF8591T,实时时钟电路采用的芯片的型号为DS1302，IIC电路采用的芯片的型号为24C02.
如图8所示，本实施例中，显示单元为LCD显示屏、8*8LED点阵、8位LED、8位数码管、独立7段数码管的其中一种或几种；其中，LCD显示屏为LCD12864显示屏和/或LCD1602显示屏，8*8LED点阵采用型号为74HC138的高速硅栅CMOS解码器；当传感器单元检测到数据时，可以通过显示单元显示出来。
如图10所示，板载电源电路包括锂电池、充电电路、供电电路、5V升压电路和3.3V稳压电路；充电电路的电能输入端分别电连接DC电源接口和USB接口电路的供电接线端；锂电池分别电连接充电电路和供电电路，供电电路的供电输出端电连接5V升压电路的供电输入端，5V升压电路的供电输出端作为板载电源电路的5V直流电输出端且电连接3.3V稳压电路的供电输入端；3.3V稳压电路的供电输出端作为板载电源电路的3.3V直流电输出端。本实施例中，充电电路中选用充电芯片TP4057，在5V升压电路中选用升压芯片ME2109F，在3.3V稳压电路中选用稳压芯片ME6211C33MX。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，实施例用于理解实用新型的结构、功能和效果，并不用于限制本实用新型的保护范围。本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.智能传感器应用系统电路，其特征在于，包括处理器单元；还包括分别与处理器单元连接的传感器单元、无线传输单元、接口单元、显示单元、按键单元、执行单元及应用电路单元；
所述的传感器单元包括与处理器分别连接的酒精传感器、超声波传感器、震动传感器、气味传感器、温度传感器、湿度传感器、光传感器、三轴加速度传感器、重量传感器、声音检测传感器；
所述的无线传输单元包括与处理器分别连接的ZigBee收发电路、蓝牙收发电路、WiFi收发电路；
所述的接口单元包括分别与处理器单元连接的USB接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、总线接口电路；所述的USB接口电路通过接口转换电路及接口选择电路分别与RS232接口电路及RS485接口电路连接；
所述的按键单元包括分别与处理器单元连接的矩阵键盘电路、独立键盘电路、系统复位键电路；
所述的执行单元包括与处理器单元连接的执行单元电路；所述的执行单元电路上设置有步进电机、直流电路、风扇、发光二极管。
2.根据权利要求1所述的智能传感器应用系统电路，其特征在于，所述的执行单元还包括蜂鸣器控制电路；所述的蜂鸣器控制电路与矩阵键盘电路连接。
3.根据权利要求1所述的智能传感器应用系统电路，其特征在于，所述的光传感器包括光敏传感器、光强传感器；所述的气味传感器有若干个。
4.根据权利要求1所述的智能传感器应用系统电路，其特征在于，所述的显示单元为LCD显示屏、8*8LED点阵、8位LED、8位数码管、独立7段数码管的其中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的智能传感器应用系统电路，其特征在于，所述的应用电路单元包括与处理器单元分别连接的AD/DA信号转换电路、ISP下载电路、实时时钟电路、板载电源电路、IIC电路、晶振电路。
6.根据权利要求1所述的智能传感器应用系统电路，其特征在于，所述的处理器单元为51单片机或AVR单片机；所述的处理器单元的引脚为40个及以上。
7.根据权利要求6所述的智能传感器应用系统电路，其特征在于，所述的处理器单元通过与引脚连接的扩展接口分别与传感器单元、无线传输单元、接口单元、显示单元、按键单元、执行单元及应用电路单元连接。
8.根据权利要求5所述的智能传感器应用系统电路，其特征在于，所述的板载电源电路包括锂电池、充电电路、供电电路、5V升压电路和3.3V稳压电路；所述的充电电路的电能输入端分别电连接DC电源接口和USB接口电路的供电接线端；
所述的锂电池分别电连接充电电路和供电电路，所述的供电电路的供电输出端电连接5V升压电路的供电输入端，所述的5V升压电路的供电输出端作为板载电源电路的5V直流电输出端且电连接3.3V稳压电路的供电输入端；所述的3.3V稳压电路的供电输出端作为板载电源电路的3.3V直流电输出端。
9.根据权利要求8所述的智能传感器应用系统电路，其特征在于，所述的充电电路中选用充电芯片TP4057，在所述的5V升压电路中选用升压芯片ME2109F，在所述的3.3V稳压电路中选用稳压芯片ME6211C33MX。
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