CN211178558U - 传感器监测单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感器监测领域，公开了一种传感器监测单元，包括单片机、继电器模块、传感器模块、无线通讯模块和电源模块，继电器模块的输入端与单片机的输出端连接，继电器模块的输出端与传感器模块的输入端连接，无线通讯模块分别与传感器模块和单片机连接，电源模块的输出端与单片机的输入端连接；电源模块包括第一电阻、第一电容、第一二极管、第二电位器、第二电容、第三电阻、第四电阻、第三二极管、第一MOS管、第一三极管、第二二极管、第三电容和电压输出端。实施本实用新型的传感器监测单元，具有以下有益效果：电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

传感器监测单元

技术领域

本实用新型涉及传感器监测领域，特别涉及一种传感器监测单元。

背景技术

传感器监测装置不仅能够在传感器正常的情况下数据传输功能，而且能够通过电路控制实现对传感器远程重启，从而使监测系统恢复正常，大大地降低了设备的后期运维成本。图1为传统传感器监测装置的供电部分的电路原理图，从图1中可以看出，传统传感器监测装置的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统传感器监测装置的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的传感器监测单元。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种传感器监测单元，包括单片机、继电器模块、传感器模块、无线通讯模块和电源模块，所述继电器模块的输入端与所述单片机的输出端连接，所述继电器模块的输出端与所述传感器模块的输入端连接，所述无线通讯模块分别与所述传感器模块和所述单片机连接，所述电源模块的输出端与所述单片机的输入端连接；

所述电源模块包括第一电阻、第一电容、第一二极管、第二电位器、第二电容、第三电阻、第四电阻、第三二极管、第一MOS管、第一三极管、第二二极管、第三电容和电压输出端，所述第三电阻的一端分别与所述第一电阻的一端、所述第一二极管的阳极和所述220V交流电的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一MOS管的漏极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第二电容的一端和所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一电容的一端、所述第二电位器的一个固定端和滑动端连接，所述第二电位器的另一个固定端与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极与所述第一三极管的基极连接，所述第一MOS管的栅极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第三电容的一端和所述电压输出端的一端连接，所述第一电容的另一端分别与所述220V交流电的另一端、所述第二电容的另一端、所述第一三极管的发射极、所述第二二极管的阳极、所述第三电容的另一端和所述电压输出端的另一端连接。

在本实用新型所述的传感器监测单元中，所述第三二极管的型号为S-352T。

在本实用新型所述的传感器监测单元中，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第五电阻的另一端与所述第三电容的一端连接。

在本实用新型所述的传感器监测单元中，所述第五电阻的阻值为38kΩ。

在本实用新型所述的传感器监测单元中，所述第一MOS管为N沟道MOS 管。

在本实用新型所述的传感器监测单元中，所述第一三极管为NPN型三极管。

在本实用新型所述的传感器监测单元中，所述无线通讯模块为5G通讯模块、4G通讯模块、蓝牙模块、WiFi模块、GSM模块、CDMA模块、CDMA2000 模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块和LoRa模块中任意一种或任意几种的组合。

实施本实用新型的传感器监测单元，具有以下有益效果：由于设有单片机、继电器模块、传感器模块、无线通讯模块和电源模块，电源模块包括第一电阻、第一电容、第一二极管、第二电位器、第二电容、第三电阻、第四电阻、第三二极管、第一MOS管、第一三极管、第二二极管、第三电容和电压输出端，该电源模块与传统传感器监测装置的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第三二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统传感器监测装置的供电部分的电路原理图；

图2为本实用新型传感器监测单元一个实施例中的结构示意图；

图3为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。

在本实用新型传感器监测单元实施例中，该传感器监测单元的结构示意图如图1所示。图1中，该传感器监测单元包括单片机1、继电器模块2、传感器模块3、无线通讯模块4和电源模块5，其中，继电器模块2的输入端与单片机 1的输出端连接，继电器模块2的输出端与传感器模块3的输入端连接，无线通讯模块4分别与传感器模块3和单片机1连接，电源模块5的输出端与单片机1 的输入端连接。

在传感器正常的情况下，传感器模块3连接在继电器模块2的常闭端，供电正常，无线通讯模块4收到服务器的指令后将指令发送给传感器模块3和单片机1，传感器模块3收到指令后进行相应的测量响应，传感器模块3测量工作完成后将数据发送到无线通讯模块4，然后无线通讯模块4再将数据发到服务器。但是在传感器模块3宕机的情况下，传感器模块3不能响应无线通讯模块4的指令，因此不能进行测量工作。此时服务器将一条重启指令发送到无线通讯模块4，无线通讯模块4将重启指令发送到单片机1，单片机1判断这条指令为重启指令后控制I/O引脚被设置为高电平，继电器模块2的IN检测到高电平信号后继电器吸合，继电器吸合后，传感器模块3与电源模块5连接断开，3秒之后 I/O引脚被单片机设置为低电平，继电器模块2的IN检测到低电平信号后，继电器恢复原始状态，传感器模块3的供电恢复，这个过程使得传感器重启以从宕机的情况下恢复正常。

本实施例中，无线通讯模块4为5G通讯模块、4G通讯模块、蓝牙模块、 WiFi模块、GSM模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块和LoRa模块中任意一种或任意几种的组合。通过设置多种无线通讯方式，不仅可以增加无线通讯方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通讯距离较远，且通讯性能较为稳定，适用于对通讯质量要求较高的场合。采用5G通讯方式可以达到高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。

本实施例中，单片机1、继电器模块2和传感器模块3均采用现有技术中的结构来实现，其工作原理采用的也是现有技术中的工作原理，此处不再详细獒述。

图3为本实施例中电源模块的电路原理图，图3中，该电源模块5包括第一电阻R1、第一电容C1、第一二极管D1、第二电位器RP2、第二电容C2、第三电阻R3、第四电阻R4、第三二极管D3、第一MOS管M1、第一三极管Q1、第二二极管D2、第三电容C3和电压输出端Vo，其中，第三电阻R3的一端分别与第一电阻R1的一端、第一二极管D1的阳极和220V交流电的一端连接，第三电阻R3的另一端与第一MOS管M1的漏极连接，第一二极管D1的阴极分别与第二电容C2的一端和第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与第二二极管D2的阴极连接，第一电阻R1的另一端分别与第一电容C1的一端、第二电位器RP2的一个固定端和滑动端连接，第二电位器RP2的另一个固定端与第三二极管D3的阳极连接，第三二极管D3的阴极与第一三极管Q1的基极连接，第一MOS管M1的栅极与第一三极管Q1的集电极连接，第一MOS 管M1的源极分别与第三电容C3的一端和电压输出端Vo的一端连接，第一电容C1的另一端分别与220V交流电的另一端、第二电容C2的另一端、第一三极管Q1的发射极、第二二极管D2的阳极、第三电容C3的另一端和电压输出端Vo的另一端连接。

该电源模块5与传统传感器监测装置的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第三二极管D3为限流二极管，用于对第一三极管Q1的基极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一三极管Q1的基极电流较大时，通过该第三二极管D3可以降低第一三极管Q1的基极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第三二极管D3的型号为 S-352T。当然，在实际应用中，第三二极管D3也可以采用其他型号具有相同的二极管。

本实施例中，第一MOS管M1为N沟道MOS管，第一三极管Q1为NPN 型三极管。当然，在实际应用中，第一MOS管M1也可以为P沟道MOS管，第一三极管Q1也可以为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块5还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与第一MOS管M1的源极连接，第五电阻R5的另一端与第三电容C3的一端连接。第五电阻R5为限流电阻，用于对第一MOS管M1的源极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一MOS管M1的源极电流较大时，通过该第五电阻 R5可以降低第一MOS管M1的源极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为38kΩ。当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该电源模块5与传统传感器监测装置的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块5中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (7)

1.一种传感器监测单元，其特征在于，包括单片机、继电器模块、传感器模块、无线通讯模块和电源模块，所述继电器模块的输入端与所述单片机的输出端连接，所述继电器模块的输出端与所述传感器模块的输入端连接，所述无线通讯模块分别与所述传感器模块和所述单片机连接，所述电源模块的输出端与所述单片机的输入端连接；

所述电源模块包括第一电阻、第一电容、第一二极管、第二电位器、第二电容、第三电阻、第四电阻、第三二极管、第一MOS管、第一三极管、第二二极管、第三电容和电压输出端，所述第三电阻的一端分别与所述第一电阻的一端、所述第一二极管的阳极和220V交流电的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一MOS管的漏极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第二电容的一端和所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一电容的一端、所述第二电位器的一个固定端和滑动端连接，所述第二电位器的另一个固定端与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极与所述第一三极管的基极连接，所述第一MOS管的栅极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第三电容的一端和所述电压输出端的一端连接，所述第一电容的另一端分别与所述220V交流电的另一端、所述第二电容的另一端、所述第一三极管的发射极、所述第二二极管的阳极、所述第三电容的另一端和所述电压输出端的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的传感器监测单元，其特征在于，所述第三二极管的型号为S-352T。

3.根据权利要求2所述的传感器监测单元，其特征在于，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第五电阻的另一端与所述第三电容的一端连接。

4.根据权利要求3所述的传感器监测单元，其特征在于，所述第五电阻的阻值为38kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的传感器监测单元，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道MOS管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的传感器监测单元，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的传感器监测单元，其特征在于，所述无线通讯模块为5G通讯模块、4G通讯模块、蓝牙模块、WiFi模块、GSM模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块和LoRa模块中任意一种或任意几种的组合。

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