CN210014800U - 一种可远程监控的温湿度监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械技术领域，尤其为一种可远程监控的温湿度监测仪，包括监测仪本体，监测仪本体内设置有电路板，电路板上安装有检测芯片、GPS芯片、微控制器LPC以及SIM卡，监测仪本体的一侧安装有按键开关，通讯接口的一侧安装有与监测仪本体内部相连通的通风口，检测芯片内设置有温度传感器和湿度传感器。本实用新型以LPC2148为核心的监测终端系统，温度传感器和湿度传感器实现温湿度的采集，短消息收发及人机接口等功能，并通过NB‑IoT模块与监测中心站通信，接受指令并实时上传信息，实现了监测中心对现场温湿度的远程监测，具有传输误码率低、成本低及覆盖范围广等优点，并且可与监测人员的手机绑定，实现随时、随地的移动监测。

Description

一种可远程监控的温湿度监测仪

技术领域

本实用新型涉及机械技术领域，具体为一种可远程监控的温湿度监测仪。

背景技术

现如今，冷链运输车、厂房和实验室对于温湿度的精度要求高，需要一直进行监测保持温湿度的恒定，但是由于环境恶劣，不能随时进行温湿度的测量并进行统计，传输给管理人员进行记录，不便于管理人员进行监测，成本太高。鉴于此，我们提供一种可远程监控的温湿度监测仪。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可远程监控的温湿度监测仪，以解决上述背景技术中提出现如今冷链运输车、厂房和实验室不能随时进行温湿度的测量并进行统计，不便于管理人员进行监测的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可远程监控的温湿度监测仪，包括监测仪本体，所述监测仪本体内设置有电路板，所述电路板上安装有检测芯片、GPS芯片、微控制器LPC以及SIM卡，所述监测仪本体的一侧安装有按键开关，所述按键开关的一侧安装有指示灯和通讯接口，所述通讯接口的一侧安装有与所述监测仪本体内部相连通的通风口。

作为优选，所述电路板上还设置有GPS芯片。

作为优选，所述检测芯片内设置有温度传感器和湿度传感器，

所述SIM卡设置有第一NB-IoT模块。

作为优选，所述微控制器LPC设置有温湿度检测电路，所述温度传感器和湿度传感器均通过所述温湿度检测电路与所述微控制器LPC连接。

作为优选，所述微控制器LPC的输出端与所述第一NB-IoT模块的输入端连接。

作为优选，所述监测仪本体通过蜂窝移动网络连接监控中心站，所述监控中心站设置有PC机和第二NB-IoT模块。

作为优选，所述监测仪本体通过蜂窝移动网络连接用户手机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本可远程监控的温湿度监测仪包括监测仪本体和远程监测中心两个部分，远程监测中心包括PC主机、TC35i第二GSM通信模块组成(或用户手机)，监测仪本体由微控制器LPC2148 ARM内核控制器、TC35i第一GSM通信模块、温度传感器、湿度传感器、温湿度检测电路、通讯接口组成，监测中心站通过蜂窝移动网络与监测仪本体进行无线远程通信实现了基于GSM的远程监测，以LPC2148为核心的监测终端系统，温度传感器和湿度传感器实现温湿度的采集，短消息收发及人机接口等功能，并通过NB-IoT模块与监测中心站通信，接受指令并实时上传信息，实现了监测中心对现场温湿度的远程监测，具有传输误码率低、成本低及覆盖范围广等优点，并且可与监测人员的手机绑定，实现随时、随地的移动监测。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型电路板的结构示意图；

图3为本实用新型系统流程示意图；

图4为本实用新型的温度检测电路图；

图5为本实用新型的湿度检测电路图。

图中：1、监测仪本体；2、按键开关；3、指示灯；4、通讯接口；5、通风口；6、电路板；61、检测芯片；611、温度传感器；612、湿度传感器；613、温湿度检测电路；62、GPS芯片；63、微控制器LPC；64、SIM卡；641、第一NB-IoT模块；7、监控中心站；71、PC机；72、第二NB-IoT模块；8、蜂窝移动网络；9、用户手机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

请参阅图1-5，本实用新型提供以下技术方案：

一种可远程监控的温湿度监测仪，如图1和图2所示，包括监测仪本体1，监测仪本体1内设置有电路板6，电路板6上安装有检测芯片61、GPS芯片62、微控制器LPC64以及SIM卡64，监测仪本体1的一侧安装有按键开关2，按键开关2的一侧安装有指示灯3和通讯接口4，通讯接口4的一侧安装有与监测仪本体1内部相连通的通风口5。

进一步的，电路板6上还设置有GPS芯片62，GPS芯片62采用六轴陀螺仪，可以检测监测仪本体1的角度。

具体的，检测芯片61内设置有温度传感器611和湿度传感器612，SIM卡64设置有第一NB-IoT模块641，微控制器LPC64设置有温湿度检测电路613，温度传感器611和湿度传感器612均通过温湿度检测电路613与微控制器LPC64连接。

此外，监测仪本体1通过蜂窝移动网络8连接监控中心站7，监控中心站7设置有PC机71和第二NB-IoT模块72，监测仪本体1通过蜂窝移动网络8连接用户手机9。

值得说明的是，本实施例的温度传感器611采用AD公司生产的单片半导体集成模拟型温度传感器AD590。它具有线性度高、精度高、体积小、响应快、价格低等优点，测温范围为-55℃至+150℃，具有良好的互换性，非线性误差为土0.3C，此外，AD590的抗干扰能力强，信号的传输距离可达100m以上。

流过AD590温度传感器611的电流(1μA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数：

式中，I_r为流过器件(AD590)的电流，单位K，AD590温度传感器611的灵敏度为1μA/K，0℃时输出273μA电流，每上升1℃输出电流增加1μA，每下降1℃输出电流减小1μA。AD590温度传感器611的基本测温电路如图4所示。

进一步的，本实施例的湿度传感器612采用CHR-01型阻抗型高分子湿度传感器，其复阻抗与空气相对湿度成指数关系。其基本特性为：工作电压1VAC(50Hz-2KHz)，检测范围20％-90％RH，检测精度±5％，工作温度范围0℃-85℃，特征阻抗范围21-40.5kΩ。湿度传感器阻抗变化与温度有关，其关系见规格书中湿度阻抗特性数据表，通常先检测温度，然后按阻抗查表获得湿度值。由于直流电压可使水分子电离，加速老化，所以采用交流电压测试其阻抗。

将CHR-01与555构成多谐振荡器，通过检测频率，进而获得阻抗。湿度检测电路如图5所示。

低电平表达式：t_PL＝R₂Cln2≈0.7R₂C；

高电平表达式：t_PH＝(R₁+R₂)Cln2≈0.7(R₁+R₂)C；

输出频率表达式：

利用单片机的定时器/计数器进行频率测量，假设计时时间为T()，此期间计数值为N，则被测频率f＝N/T，则CHR-01的阻抗为：

其中R1与C的选择很关键，电容C要选择高密度电容，既可以保证其充放电能力，也可以为其电容值精确，更方便计算湿敏电阻的返回值。

此外，SIM卡64SIM卡是一个装有微处理器的芯片卡，它的内部有5个模块，并且每个模块都对应一个功能：微处理器CPU(8位)、程序存储器ROM(3～8kbit)、工作存储器RAM(6～16kbit)数据存储器EEPROM(128～256kbit)和串行通信单元。这5个模块被胶封在SIM卡铜制接口后与普通IC卡封装方式相同。

本实施例的微控制器LPC64采用PHILIPS公司基于ARM7 TDMI-S内核的微控制器LPC2148作为主控制器，完成现场监测站的全局控制。LPC内嵌32KB的片内静态RAM和512KB的片内Flash存储器，片内集ADC、DAC转换器，实时时钟RTC，2UART及USB2.0等多种接口，具有JTAG调试接口、方便在线调试，而且应用电路相对简单，开发和生产的成本低，芯片可以实现最高60MHz的工作频率，能够满足嵌人式系统μC/OS-II及人性化的人机界面的要求。大容量的内存，方便了收发短消息时的数据缓冲。

除此之外，本实用新型的可远程监控的温湿度监测仪可通过地图及图表实时表现监测点位置及统计数据，出现异常告警可及时发送信息到指定联系人员，还可以远程监管监测仪工作状态：电池健康状态，剩余电量，数据通信状况。

本实用新型的可远程监控的温湿度监测仪分为监测仪本体1和远程监测中心7两个部分，远程监测中心7包括PC主机71、TC35i第二GSM通信模块72组成(或用户手机9)，监测仪本体1由温度传感器611和湿度传感器612，微控制器LPC2148 ARM内核控制器、TC35i第一GSM通信模块641、温湿度检测电路613、通讯接口4组成。监测中心站7通过蜂窝移动网络8与监测仪本体1进行无线远程通信实现了基于GSM的远程监测，系统结构图如图3所示，本实用新型的可远程监控的温湿度监测仪采用基于GSM的温湿度远程监测系统，以LPC2148为核心的监测终端系统，温度传感器611和湿度传感器612实现温湿度的采集，短消息收发及人机接口等功能，并通过NB-IoT模块与监测中心站7通信，接受指令并实时上传信息，实现了监测中心对现场温湿度的远程监测，具有传输误码率低、成本低及覆盖范围广等优点，并且可与监测人员的手机绑定，实现随时、随地，移动监测。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种可远程监控的温湿度监测仪，包括监测仪本体(1)，其特征在于：所述监测仪本体(1)内设置有电路板(6)，所述电路板(6)上安装有检测芯片(61)、GPS芯片(62)、微控制器LPC(63)以及SIM卡(64)，所述监测仪本体(1)的一侧安装有按键开关(2)，所述按键开关(2)的一侧安装有指示灯(3)和通讯接口(4)，所述通讯接口(4)的一侧安装有与所述监测仪本体(1)内部相连通的通风口(5)。

2.根据权利要求1所述的可远程监控的温湿度监测仪，其特征在于：所述电路板(6)上还设置有GPS芯片(62)。

3.根据权利要求1所述的可远程监控的温湿度监测仪，其特征在于：所述检测芯片(61)内设置有温度传感器(611)和湿度传感器(612)，所述SIM卡(64)设置有第一NB-IoT模块(641)。

4.根据权利要求3所述的可远程监控的温湿度监测仪，其特征在于：所述微控制器LPC(63)设置有温湿度检测电路(613)，所述温度传感器(611)和湿度传感器(612)均通过所述温湿度检测电路(613)与所述微控制器LPC(63)连接。

5.根据权利要求3所述的可远程监控的温湿度监测仪，其特征在于：所述微控制器LPC(63)的输出端与所述第一NB-IoT模块(641)的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的可远程监控的温湿度监测仪，其特征在于：所述监测仪本体(1)通过蜂窝移动网络(8)连接监控中心站(7)，所述监控中心站(7)设置有PC机(71)和第二NB-IoT模块(72)。

7.根据权利要求1所述的可远程监控的温湿度监测仪，其特征在于：所述监测仪本体(1)通过蜂窝移动网络(8)连接用户手机(9)。

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