CN207517175U - 基于4g全网通的物联网智能采集终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于4G全网通的物联网智能采集终端，包括微处理器、传感器接口、RS232接口、GPS定位模块、4G模块、电源模块、存储模块、图像采集模块；所述微处理器分别电性连接传感器接口、GPS定位模块、电源模块以及图像采集模块电性连接；所述RS232接口、4G模块、存储模块分别与微处理器通信连接；所述电源模块包括依次连接的光电传感器、稳压电路和供电电路，所述的光电传感器还并联有蓄电池，且光电传感器和蓄电池之间还连接有防反充二极管，所述供电电路与微处理器连接。能够采集多种信息，而且可以实现远距离的信息传输，并且能够收集太阳能来转化成电能供采集终端使用，从而达到节能环保。

Description

基于4G全网通的物联网智能采集终端

技术领域

本实用新型涉及智能采集终端领域，具体的说，是基于4G全网通的物联网智能采集终端。

背景技术

移动通信正在从人和人的连接，向人与物以及物与物的连接迈进，万物互联是必然趋势。现有的智能采集终端一般都设置在室外环境中负责实时收集信息监测点的信息，然后通过无线传输的方式传输回监控中心，在监控中心则可以直接把采集信息集中起来进行查看，省去了人工实地查看的麻烦，而且精细了检测信息，避免了人为误差，提高了检测精确度。

然而，现有的智能采集终端往往采集的信息过于单一，只能够进行抄表数据查询等简单的数据采集；而且一般采用ZigBee或者WiFi的通信方式，采集信息的传输距离非常有限；再是由于户外采集点的数量通常会有很多，从而驱使设置同样数量的采集终端，这必然会花费掉大量的电能资源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于4G全网通的物联网智能采集终端，能够采集多种信息，而且可以实现远距离的信息传输，并且能够收集太阳能来转化成电能供采集终端使用，从而达到节能环保。

本实用新型通过下述技术方案实现：基于4G全网通的物联网智能采集终端，包括微处理器、分别与微处理器连接的传感器接口、RS232接口、GPS定位模块、4G模块、电源模块、存储模块、图像采集模块；所述电源模块包括依次连接的光电传感器、稳压电路和供电电路，所述的光电传感器还并联有蓄电池，且光电传感器和蓄电池之间还连接有防反充二极管，所述供电电路与微处理器连接。

所述微处理器还连接有RFID读写器，所述RFID读写器包括DM6467主控制器、AS3992射频收发芯片且AS3992射频收发芯片与DM6467主控制器通过SPI串行接口通信连接。

其工作原理为：传感器接口用于接入各个检测传感器以便采集相对应传感器所采集的信息，其中，传感器接口里包含了信号调理电路，信号调理电路包含了传感器所对应的信号放大电路和AD转换电路，以至于微处理器能够识别并接收采集到的前端信号。GPS定位模块实现对采集点的全球定位功能，特别针对于可移动的采集点，用于对位置信息进行实时采集。图像采集模块用于对采集点的图像信息进行采集，以便让采集者得到最直观的视觉信息。存储模块用于对采集信息进行存储，保证其采集终端在丢电的情况下也不会造成数据的丢失。电源模块则用于对整个采集终端进行供电，保证各个模块的正常运行。4G模块则用于把信息发送到4G网络中，让采集终端能够和同样连接4G网络的后台主机能够实时监测。RS232接口用于方便外接计算机对采集终端中的数据进行采集或者对采集终端的计算参数进行调整。

其中电源模块，可进行太阳能充电的电源模块，包括了依次连接的光电传感器、稳压电路和供电电路，所述的光电传感器还并联有蓄电池，且光电传感器和蓄电池之间还连接有防反充二极管。光电传感器用于对太阳能进行收集，并且把太阳能转化为电能，转化的电能一方面输入到蓄电池进行电能的储存，另一方面通过稳压电路、供电电路对电能的调制后发送至微处理器为采集终端进行供电。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述图像采集模块包括摄像镜头、图像传感器、Flash芯片；所述图像传感器设置于摄像镜头的后端且图像传感器通过Flash芯片连接微处理器。这里设置Flash芯片保证图像传感器采集的数据保存完好，及时断电也不会丢失，摄像镜头则一方面保护图像传感器免于损坏，另一方面保证图像传感器通过镜头处理后采集到更加准确的图像数据。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述存储模块为SD卡和存储电路，所述SD卡通过存储电路与微处理器连接。这里采用SD卡作为存储模块，可以方便实现信息的本机存储和对外拷贝，增加了采集终端信息读取的灵活性。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，还包括与微处理器电性连接的时钟模块。通过设置时钟模块可以实时地对采集信息的时间进行记录储存，从而便于查询记录。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述时钟模块包括芯片DS1302、电容C3、电容C4、振荡源X1、电源BT1；所述芯片DS1302的引脚1接5V电压、引脚2通过电容C3接地、引脚3通过并联的振荡源X1和电容C4再与电容C3并联后接地、引脚4接地、引脚8通过电源BT1接地；所述芯片DS1302的引脚7为RST复位端、引脚6为I/O口、引脚5为SCLK输入端。电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。DS1302组成实时时钟电路是一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能，进一步保证计时工作的稳定性。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述传感器接口接有温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、二氧化碳浓度传感器中的一种或者多种。这里通过接入温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、二氧化碳浓度传感器可以对采集点周围环境的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度进行检测，从而实现对信息采集点多种信息的全方位采集。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，还包括USB扩展接口，所述USB扩展接口与微处理器电性连接。这里通过设置USB扩展接口以便能够扩展出采集终端新的功能，比如，接入USB接口的显示器，可以直接在采集点对采集信息进行图像信息的查看或者是接入USB的备用电源，可以帮助采集终端进行供电工作；也可以接入USB存储器拷贝出采集信息。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过4G模块作为通信模块，不仅信息传输稳定，而且传输距离宽泛，并且4G网络的技术、运营等已经非常完善和广泛，使用起来也比较方便。

（2）本实用新型通过设置SD卡作为存储模块，可以方便实现信息的本机存储和对外拷贝，增加了采集终端信息读取的灵活性。

（3）本实用新型通过设置太阳能电源模块，能够收集太阳能来转化成电能供采集终端使用，从而达到节能环保。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电源模块结构图。

图3为本实用新型的时钟模块的电路原理图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的基于4G全网通的物联网智能采集终端，如图1所示：包括用于采集图像信息的图像采集模块、用于接入各种不同传感器的传感器接口、用于进行全球定位采集位置信息的GPS定位模块、用于对整个采集终端进行供电的电源模块、用于接收采集信息并且对采集信息进行处理后发送后续模块的微处理器、用于接收微处理器的处理信号的并且把处理信号发送至4G网络的4G模块、用于帮助采集终端的微处理器与外部计算机进行信息通讯的RS232接口、用于对采集信息进行存储的存储模块。

所述微处理器分别电性连接传感器接口、GPS定位模块、电源模块以及图像采集模块电性连接；所述RS232接口、4G模块、存储模块分别与微处理器通信连接。

如图2所示：所述电源模块包括依次连接的光电传感器、稳压电路和供电电路，所述的光电传感器还并联有蓄电池，且光电传感器和蓄电池之间还连接有防反充二极管，所述供电电路与微处理器连接。

其工作原理：光电传感器负责采集太阳光能，并把太阳光能转化为电能，转化而成的电能一方面直接通入到蓄电池里进行电能的存储，另一方面，转化的电能通过整流电路还有供电电路处理过后调理成微处理器可以工作的电压后传送至微处理器中为整个采集终端进行供电，其中，光电传感器和蓄电池之间还连接有防反充二极管防止电流从蓄电池反通向光电传感器而导致电能的浪费。

电源模块为整个采集终端进行供电以后，采集终端开始工作，传感器接口负责接入各个检测传感器以便采集相对应传感器所采集的信息，其中，传感器接口里包含了信号调理电路，信号调理电路又包含了传感器所对应的信号放大电路和AD转换电路，以至于微处理器能够识别并接收采集到的前端信号。GPS定位模块实现对采集点的全球定位功能，特别针对于可移动的采集点，用于对位置信息进行实时采集。图像采集模块用于对采集点的图像信息进行采集，以便让采集者得到最直观的视觉信息。电源模块则用于对整个采集终端进行供电，保证各个模块的正常运行。前端的传感器、GPS定位模块、图像采集模块把采集信息发送至微处理器，微处理器接收采集信息后经过处理，一方面通过连接的4G模块把信息发送到4G网络中，让采集终端能够和同样连接4G网络的后台主机能够实时监测，这里值得说明的是：由于采集终端为多个采集节点，所以当多个采集节点进入到4G网络时需要一个网关帮助网络转换才能够实现多个节点与后台主机的信息通讯；另一方面利用RS232接口与外接计算机实现信息互通，对采集终端中的数据进行采集或者对采集终端中微处理器的计算参数进行调整，再是把采集信息发送到存储模块，对采集信息进行存储，保证其采集终端在丢电的情况下也不会造成数据的丢失。这里的微处理器采用单片机处理器，属于现有产品且并不属于本方案保护重点，因此不再赘述。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，所述基于4G全网通的物联网智能采集终端还包括与微处理器电性连接的时钟模块。通过设置时钟模块可以实时地对采集信息的时间进行记录储存，从而便于查询记录。如图3所示：所述时钟模块包括芯片DS1302、电容C3、电容C4、振荡源X1、电源BT1；所述芯片DS1302的引脚1接5V电压、引脚2通过电容C3接地、引脚3通过并联的振荡源X1和电容C4再与电容C3并联后接地、引脚4接地、引脚8通过电源BT1接地；所述芯片DS1302的引脚7为RST复位端、引脚6为I/O口、引脚5为SCLK输入端。

此电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。DS1302组成实时时钟电路是一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能，进一步保证计时工作的稳定性。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上做进一步优化，所述图像采集模块包括摄像镜头、图像传感器、Flash芯片；所述图像传感器设置于摄像镜头的后端且图像传感器通过Flash芯片连接微处理器。这里设置Flash芯片保证图像传感器采集的数据保存完好，及时断电也不会丢失，摄像镜头则一方面保护图像传感器免于损坏，另一方面保证图像传感器通过镜头处理后采集到更加准确的图像数据。

所述存储模块为SD卡和存储电路，所述SD卡通过存储电路与微处理器连接。这里采用SD卡作为存储模块，可以方便实现信息的本机存储和对外拷贝，增加了采集终端信息读取的灵活性。

所述传感器接口接有温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、二氧化碳浓度传感器中的一种或者多种。这里通过接入温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、二氧化碳浓度传感器可以对采集点周围环境的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度进行检测，从而实现对信息采集点多种信息的全方位采集。

还包括USB扩展接口，所述USB扩展接口与微处理器电性连接。这里通过设置USB扩展接口以便能够扩展出采集终端新的功能，比如，接入USB接口的显示器，可以直接在采集点对采集信息进行图像信息的查看或者是接入USB的备用电源，可以帮助采集终端进行供电工作；也可以接入USB存储器拷贝出采集信息。

本实施例的其他部分与实施例2相同，故不再赘述.

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于4G全网通的物联网智能采集终端，与后台主机通讯，其特征在于：包括微处理器、分别与微处理器连接的传感器接口、RS232接口、GPS定位模块、4G模块、电源模块、存储模块、图像采集模块；所述电源模块包括依次连接的光电传感器、稳压电路和供电电路，所述的光电传感器还并联有蓄电池，且光电传感器和蓄电池之间还连接有防反充二极管，所述供电电路与微处理器连接；

所述微处理器还连接有RFID读写器，所述RFID读写器包括DM6467主控制器、AS3992射频收发芯片且AS3992射频收发芯片与DM6467主控制器通过SPI串行接口通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于4G全网通的物联网智能采集终端，其特征在于：所述图像采集模块包括摄像镜头、图像传感器、Flash芯片；所述图像传感器设置于摄像镜头的后端且图像传感器通过Flash芯片连接微处理器。

3.根据权利要求1所述的基于4G全网通的物联网智能采集终端，其特征在于：所述存储模块为SD卡和存储电路，所述SD卡通过存储电路与微处理器连接。

4.根据权利要求1所述的基于4G全网通的物联网智能采集终端，其特征在于：还包括与微处理器电性连接的时钟模块。

5.根据权利要求4所述的基于4G全网通的物联网智能采集终端，其特征在于：所述时钟模块包括芯片DS1302、电容C3、电容C4、振荡源X1、电源BT1；所述芯片DS1302的引脚1接5V电压、引脚2通过电容C3接地、引脚3通过并联的振荡源X1和电容C4再与电容C3并联后接地、引脚4接地、引脚8通过电源BT1接地；所述芯片DS1302的引脚7为RST复位端、引脚6为I/O口、引脚5为SCLK输入端。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于4G全网通的物联网智能采集终端，其特征在于：所述传感器接口接有温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、二氧化碳浓度传感器中的一种或者多种。

7.根据权利要求1-5任一项所述的基于4G全网通的物联网智能采集终端，其特征在于：还包括USB扩展接口，所述USB扩展接口与微处理器电性连接。