CN211013081U - 一种用于远程温湿度监测的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于远程温湿度监测的系统，包括GPRS模块、温湿度变送器、直流转交流电源模块，还具有温度探测电路以及湿度探测电路、控制电路；所述GPRS模块、温湿度变送器、直流转交流电源模块、温度探测电路、湿度探测电路、控制电路安装在电路板上，其间经电路板布线连接。本新型使用中，现场温湿度数据没有达到使用者设定的阈值时，温湿度变送器、GPRS模块会处于失电状态，现场温湿度数据达到使用者设定的阈值后，控制电路才控制温湿度变送器、GPRS模块得电工作，发送现场的温湿度数据到远端后台。本新型结构简单、工作可靠、成本低、待机电流小，不但能有效传递现场温湿度接近超标或超范围数据，还能达到节能效果，提高了蓄电池的待机时间。

Description

一种用于远程温湿度监测的系统

技术领域

本实用新型涉及温湿度数据监测设备领域，特别是一种用于远程温湿度监测的系统。

背景技术

目前，经温湿度变送器采集现场的温湿度数据，是一种使用较为广泛的技术，工作时温湿度变送器探测头采集到现场温湿度数据后、经其自身的RS485输出端口输出至GPRS模块，然后GPRS模块将数据经无线移动网络传递给后台管理部门。在实际情况下，需要采集温湿度数据的地方并不都是具有交流电源供给(比如室外蔬菜大棚等)，因此很多情况下，温湿度变送器会采用蓄电池供电方式供电。温湿度变送器、GPRS模块工作时一般待机电流在120mA和160mA左右，功耗较大，因此在采用蓄电池供电时，需要使用者间隔较短时间为蓄电池充电，以保证整体设备的正常使用；较短间隔时间为蓄电池充电会给使用者带来一定不便。

实际情况下，使用者对于监测地区域的温湿度监测，很多需要的数据是湿度接近超标或者超标(比如粮库内湿度接近超标或者超标)以及温度接近超标或者超标(比如冷藏室温度接近超标或者超标)，也就是说现有的温湿度变送器、GPRS模块长时间连续工作发送的数据，当监测区域温湿度数据在允许的范围内时，使用者接收的都是无关紧要的数据，且也造成了温湿度变送器、GPRS模块相应的电能损耗。基于上述，提供一种适用于监测所在区域温湿度数据接近超标或者达到上限的地方使用，在温湿度数据小于设定阈值时，温湿度变送器、GPRS模块不工作，温湿度数据高于设定阈值时，温湿度变送器、GPRS模块才工作，不但能有效实现温湿度数据的监测，还能尽可能节省蓄电池电能的温湿度监测系统显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有采用蓄电池供电方式的温湿度变送器、GPRS模块，在使用者只需要了解现场接近或者超温及超湿数据时，由于温湿度变送器、GPRS模块处于长时间连续工作状态带来的耗电高，会导致使用者一段时间内相对更多次数为蓄电池充电，给使用者带来不便的弊端，本实用新型提供了结构简单、工作可靠、待机电流小，工作时在温度探测电路以及湿度探测电路、控制电路共同作用下，现场温湿度数据没有达到使用者设定的阈值时，温湿度变送器、GPRS模块会处于失电状态，现场温湿度数据达到使用者设定的阈值后，温湿度变送器、GPRS模块才得电工作发送现场的温湿度数据，由此不但达到能有效传递现场温湿度接近超标或者超范围数据，还能达到节能，提高了蓄电池的待机时间，并因为减少了充电次数给使用者带来了便利的一种用于远程温湿度监测的系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于远程温湿度监测的系统，包括GPRS模块、温湿度变送器、直流转交流电源模块、蓄电池，其特征在于还具有温度探测电路以及湿度探测电路、控制电路；所述GPRS模块、温湿度变送器、直流转交流电源模块、温度探测电路、湿度探测电路、控制电路、蓄电池安装在电路板上，其间经电路板布线连接；所述蓄电池和直流转交流电源模块、控制电路电源输入两端分别连接，蓄电池正极和温度探测电路正极电源输入端连接；所述湿度探测电路电源输入两端和直流转交流电源模块电源输出两端分别连接；所述温度探测电路以及湿度探测电路的信号输出端分别和控制电路两个信号输入端连接；所述控制电路电源输出两端分别和GPRS模块、温湿度变送器电源输入两端连接；所述GPRS模块的RS485端口和温湿度变送器的RS485端口经RS485数据线连接。

进一步地，所述直流转交流电源模块输入输出电压一致。

进一步地，所述温度探测电路是温控器。

进一步地，所述湿度探测电路包括型号MS01-A的湿度传感器、电阻、可调电阻、二极管，其间经电路板布线连接，湿度传感器一端和电阻一端、可调电阻一端连接，可调电阻另一端和二极管正极连接。

进一步地，所述控制电路包括型号AN051A三端集成电压检测器、二极管、电阻、NPN三极管和继电器，其间经电路板布线连接，三端集成电压检测器的输出端1脚和二极管正极连接，二极管负极和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器正极及控制电源输入端连接，三端集成电压检测器负极电源输入端3脚和NPN三极管发射极连接。

本实用新型有益效果是：本新型使用中，使用者分别调节温度开关的旋钮以及湿度探测电路的可调电阻不同阻值，可以设定不同的温湿度阈值。直流转交流模块将直流电源转为交流电源给湿度传感器供电，保证了其交流电源工作的需要。应用中，在温度探测电路以及湿度探测电路、控制电路共同作用下，现场温湿度数据没有达到使用者设定的阈值时，温湿度变送器、GPRS模块会处于失电状态，现场温湿度数据达到使用者设定的阈值后，控制电路才控制温湿度变送器、GPRS模块得电工作，发送现场的温湿度数据到远端后台。本新型结构简单、工作可靠、成本低、待机电流小(10mA左右)，工作时不但能有效传递现场温湿度接近超标或超范围数据，还能达到节能效果，提高了蓄电池的待机时间，并因为减少了充电次数给使用者带来了便利。基于以上，所以本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型电路图。

图3是本实用新型结构框图。

具体实施方式

图1、3中所示，一种远程温湿度监测系统，包括GPRS模块1、温湿度变送器2、直流转交流电源模块3、充电插座4、电源开关5、蓄电池10，还具有温度探测电路6以及湿度探测电路7、控制电路8；所述GPRS模块1、温湿度变送器2、直流转交流电源模块3、充电插座4、电源开关5、温度探测电路6、湿度探测电路7、控制电路8、蓄电池10安装在电路板上，其间经电路板布线连接，电路板安装在元件盒9内。充电插座插孔、电源开孔操作手柄位于元件盒前端开孔外。

图1、2中所示，GPRS模块U3是型号ZLAN8100的GPRS模块成品，GPRS模块成品工作电压是直流12V，GPRS模块成品上有RS485数据输入端口。温湿度变送器U2品牌是FULLKON/丰控、型号是FK-TH800，工作电压直流12V，其配套的温湿度探头(201)位于元件盒下端外。直流转交流电源模块U1是品牌RUIZHILK的直流转交流电源模块成品，输入输出电压一致，充电插座CZ是同轴电源插座、电源开关S是拨动电源开关。温度探测电路WT是一只是韩国rainbow品牌、型号TS-050S的液涨式温控器，其能进行0到100℃范围之间的温度选择，使用时通过调节温控器的调节旋钮，结合调节旋钮上的温度数字，可以调节在需要的温度下，温控器WT的两个常开输出触点闭合，温度开关WT的调节旋钮(61)位于元件盒上端开孔外。湿度探测电路包括型号MS01-A的湿度传感器RS(湿度传感器探测面72位于元件盒上中部开孔外)、电阻R1、可调电阻RP(调节手柄71位于元件盒上中部开孔外)、二极管VD，其间经电路板布线连接，湿度传感器RS一端和电阻R1一端、可调电阻RP一端连接，可调电阻RP另一端和二极管VD正极连接。控制电路包括型号AN051A三端集成电压检测器U2、二极管VD1、电阻R2、NPN三极管Q1和继电器K1，其间经电路板布线连接，三端集成电压检测器U2的输出端1脚和二极管VD1正极连接，二极管VD1负极和电阻R2一端连接，电阻R2另一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和继电器K1负极电源输入端连接，继电器K1正极及控制电源输入端连接，三端集成电压检测器U2负极电源输入端3脚和NPN三极管Q1发射极连接。

图2中所示，充电插座CZ和蓄电池G(型号12V/20Ah)正负极分别连接(后续蓄电池G无电时可通过外部电源充电器插头插入充电插座CZ内为蓄电池G充电)，蓄电池G正极和电源开关S一端连接，电源开关S另一端、蓄电池G负极和直流转交流电源模块U1输入两端1及2脚、控制电路电源输入两端继电器K1正极电源输入端及NPN三极管Q1发射极分别连接，蓄电池G正极和温度探测电路正极电源输入端温度开关WT一端连接；所述温度探测电路以及湿度探测电路的信号输出端温度开关WT另一端、二极管VD负极分别和控制电路两个信号输入端二极管VD1负极、三端集成电压检测器U2的正极电源输入端2脚连接；所述控制电路电源输出两端继电器K1常开触点端及负极电源输入端分别和GPRS模块U3、温湿度变送器U2电源输入两端连接；所述湿度探测电路电源输入两端湿度传感器RS另一端、电阻R1另一端和直流转交流电源模块U1电源输出两端3及4脚分别连接；所述GPRS模块U3的RS485数据输入端口和温湿度变送器U2的RS485数据输出端口经RS485数据线连接。

图2中所示，打开电源开关S后，蓄电池输出的电源进入直流转交流电源模块U1、控制电路电源输入两端，以及温控器WT一端；直流转交流电源模块U1得电工作后，在其内部电路作用下输出12V交流电源分别进入湿湿度传感器RS另一端及电阻R1另一端(电阻R1起到降压限流作用)，于是，湿度传感器RS得电工作(湿度传感器RS工作时为了防止发生极化，不能采用直流电源只能采用交流电源)；湿度传感器RS得电工作后能有效检测外界30％-95％的湿度变化，根据检测到的湿度大小不同，其输出端输入至可调电阻RP一端的电压信号会有所不同，湿度大电压高、湿度小电压低；当经可调电阻RP降压限流电源通过二极管VD整流后电压低于4.75V时，也就是没有达到使用者设定的检测区域湿度阈值时(比如80％的湿度)，由于电压低于三端集成电压检测器U2的内部4.75V阈值电压，那么三端集成电压检测器U2的1脚无输出，后续GPRS模块U3、温湿度变送器U2均不会得电工作，达到了节电目的。当经可调电阻RP降压限流电源经二极管VD整流后电压高于4.75V时，也就是现场湿度数据、高于使用者设定的检测区域湿度阈值时(比如80％的湿度)，由于此刻电压高于三端集成电压检测器U2的内部4.75V阈值电压，那么三端集成电压检测器U2的1脚会输出高电平，输出的高电平经二极管VD1单向导通进入电阻R2一端，再经电阻R2降压限流进入NPN三极管Q1的基极，于是，NPN三极管Q1导通其集电极输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，后续GPRS模块U3、温湿度变送器U2会得电工作，保证了现场接近超标或超过设定阈值后湿度数据能有效传递到后台。当现场温度低于使用者设定的温度阈值时(比如30℃)温控器WT两个触点处于开路状态，12V电源正极不会进入电阻R2一端，那么后续继电器K1不会得电吸合，GPRS模块U3、温湿度变送器U2均不会得电工作，达到了节电目的。当现场温度高于使用者设定的温度阈值时(比如30℃)温控器WT两个触点处于闭合状态，12V电源正极会经触点闭合的温控器WT进入电阻R2一端，再经电阻R2降压限流进入NPN三极管Q2的基极，于是，NPN三极管Q2导通其集电极输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，后续GPRS模块U3、温湿度变送器U2会得电工作，保证了现场接近超标或超过设定阈值后温度数据能有效传递到后台。

图2中所示，当现场温度数据或者湿度数据超过使用者设定的阈值，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合后，由于继电器K1控制电源输入端和12V电源正极连接，继电器K1常开触点端、12V电源负极分别和GPRS模块U3、温湿度变送器U2电源输入两端连接，所以此刻，GPRS模块U3、温湿度变送器U2会得电工作，温湿度变送器U2在自身功能作用下，将检测到的现场温湿度数据经RS485数据线输入至GPRS模块，GPRS模块U3将数据经无线移动网络传递给远端使用者，保证了现场温湿度数据接近超标或超标后，远端使用者能及时了解到相应数据，根据情况判断是否采取应对措施。本新型中，生产方需要确定可调电阻RP的电阻值对准的数字，确定时在能自动控制湿度环境的室内进行，比如说在50％的湿度环境下调节可调电阻RP的电阻值，刚好调节到继电器K1得电吸合后，可调电阻RP的电阻值就调节到需要，然后调节手柄此刻对准的位置位于元件盒上中部开孔的外侧、环可调电阻RP的调节手柄标注的相应湿度数字(最大100％、最小为零)，调节手柄此刻对准的湿度数字是50％，后续调节手柄向左旋转数字就由大变小，调节手柄向右旋转数字就由小变大，满足后续使用者对湿度范围的选择(数字不对，就需要重新标注相应湿度数字，标注好后，后续生产依照确定的位置标注数字，不需要再确定)。本新型GPRS模块U3、温湿度变送器U2没有工作发送温湿度数据时，待机电流小(10mA左右)，能有效提高蓄电池待机时间，给使用者带来了便利。电阻R1阻值是560K、可调电阻RP阻值1M、二极管VD及VD1型号1N4001、电阻R2阻值1K、NPN三极管Q1型号9013、继电器K1是DC12V继电器。

以上显示和描述了本新型的基本原理和主要特征及本新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种用于远程温湿度监测的系统，包括GPRS模块、温湿度变送器、直流转交流电源模块、蓄电池，其特征在于还具有温度探测电路以及湿度探测电路、控制电路；所述GPRS模块、温湿度变送器、直流转交流电源模块、温度探测电路、湿度探测电路、控制电路、蓄电池安装在电路板上，其间经电路板布线连接；所述蓄电池和直流转交流电源模块、控制电路电源输入两端分别连接，蓄电池正极和温度探测电路正极电源输入端连接；所述湿度探测电路电源输入两端和直流转交流电源模块电源输出两端分别连接；所述温度探测电路以及湿度探测电路的信号输出端分别和控制电路两个信号输入端连接；所述控制电路电源输出两端分别和GPRS模块、温湿度变送器电源输入两端连接；所述GPRS模块的RS485端口和温湿度变送器的RS485端口经RS485数据线连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于远程温湿度监测的系统，其特征在于，直流转交流电源模块输入输出电压一致。

3.根据权利要求1所述的一种用于远程温湿度监测的系统，其特征在于，温度探测电路是温控器。

4.根据权利要求1所述的一种用于远程温湿度监测的系统，其特征在于，湿度探测电路包括型号MS01-A的湿度传感器、电阻、可调电阻、二极管，其间经电路板布线连接，湿度传感器一端和电阻一端、可调电阻一端连接，可调电阻另一端和二极管正极连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于远程温湿度监测的系统，其特征在于，控制电路包括型号AN051A三端集成电压检测器、二极管、电阻、NPN三极管和继电器，其间经电路板布线连接，三端集成电压检测器的输出端1脚和二极管正极连接，二极管负极和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器正极及控制电源输入端连接，三端集成电压检测器负极电源输入端3脚和NPN三极管发射极连接。

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