CN211452439U - 一种基于2.4g无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器，包括单片机控制电路、2.4G无线通信模块、数字温湿度传感探头、供电电池及稳压电路，所述供电电池与所述稳压电路电连接，所述稳压电路、2.4G无线通信模块及数字温湿度传感探头均与所述单片机控制电路电连接。本实用新型电路结构较为简单，生产成本较低，通过2.4G无线通信模块与通信主机之间传输信号，信号采集灵敏、响应快，并且待机功耗较低。

Description

一种基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。温湿度传感器是众多传感器中的一种，用途十分广泛，由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温湿度一体的传感器就会相应产生。现有的温湿度传感器电路结构较为复杂，导致其生产成本较高，而且响应慢，信号采集不够灵敏，待机功耗较高。

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温湿度传感器电路结构复杂、待机功耗高、信号采集不灵敏等缺陷，提供一种基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器，包括单片机控制电路、2.4G无线通信模块、数字温湿度传感探头、供电电池及稳压电路，所述供电电池与所述稳压电路电连接，所述稳压电路、2.4G无线通信模块及数字温湿度传感探头均与所述单片机控制电路电连接。

优选地，所述单片机控制电路包括主控芯片U2、电容C2、电容C3、电容C6、电容C7及晶振Y1，所述主控芯片U2的第三引脚与电容C2的一端连接，所述晶振Y1的一端及电容C6的一端均与主控芯片U2的第五引脚连接，所述晶振Y1的另一端及电容C7的一端均与主控芯片U2的第六引脚连接，所述主控芯片U2的第十四引脚经电容C3接地。

优选地，所述数字温湿度传感探头包括传感芯片U3及通信端口J3，所述传感芯片U3的第一引脚及通信端口J3的第二引脚均与所述主控芯片U2的第十五引脚连接，所述传感芯片U3的第五引脚及通信端口J3的第一引脚均与所述主控芯片U2的第十三引脚连接。

优选地，所述稳压电路包括电阻R0、电容C1、磁珠FB1、磁珠FB2、电阻R1及电阻R2，所述电阻R0的一端与所述供电电池连接，所述电阻R0的另一端、电容C1的一端及磁珠FB1的一端均与所述磁珠FB2的一端连接，所述磁珠FB2的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端及电阻R2的一端均与所述主控芯片U2的第十九引脚连接，所述电阻R2的另一端与主控芯片U2的第二十二引脚连接。

优选地，所述2.4G无线通信模块包括SPI通信端口U1，所述SPI通信端口的第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚及第七引脚分别与所述主控芯片U2的第九引脚、第七引脚、第十六引脚、第十一引脚、第十引脚及第八引脚连接。

优选地，所述基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器还包括主芯片烧录单元及串口通信端口J2，所述主芯片烧录单元及串口通信端口J2均与所述主控芯片U2连接。

采用上述技术方案，本实用新型提供的一种基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器，具有以下有益效果：电路结构较为简单，从而降低其生产成本，通过2.4G无线通信模块与通信主机之间传输信号，单片机控制电路实时接收并处理数字温湿度传感探头采集的传感器数据，信号采集灵敏、响应快，稳压电路实时根据用电情况分配供电电池的供电电量，降低了该基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器的功耗，并且待机功耗较低。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型的工作流程图；

图中，1-供电电池、2-2.4G无线通信模块、3-稳压电路、4-数字温湿度传感探头、5-单片机控制电路、6-主芯片烧录单元、J2-串口通信端口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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装置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。

如图1所示，在本实用新型的结构框图中，该基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器包括单片机控制电路5、2.4G无线通信模块2、数字温湿度传感探头4、供电电池1、稳压电路3、主芯片烧录单元6及串口通信端口J2，该供电电池1与该稳压电路3电连接，该稳压电路3、2.4G无线通信模块2及数字温湿度传感探头均4与该单片机控制电路5电连接，该主芯片烧录单元6及串口通信端口J2均与该主控芯片U2连接。可以理解的，该2.4G无线通信模块2用于与通信主机之间传输信号，该单片机控制电路5用于实时接收并处理数字温湿度传感探头4采集的传感器数据，该稳压电路3用于实时根据用电情况分配供电电池1的供电电量。

具体地，图2为本实用新型的电路原理图，结合图1及图2可知，该单片机控制电路5包括主控芯片U2、电容C2、电容C3、电容C6、电容C7及晶振Y1，该主控芯片U2的第三引脚与电容C2的一端连接，该晶振Y1的一端及电容C6的一端均与主控芯片U2的第五引脚连接，该晶振Y1的另一端及电容C7的一端均与主控芯片U2的第六引脚连接，该主控芯片U2的第十四引脚经电容C3接地；该数字温湿度传感探头4包括传感芯片U3及通信端口J3，该传感芯片U3的第一引脚及通信端口J3的第二引脚均与该主控芯片U2的第十五引脚连接，该传感芯片U3的第五引脚及通信端口J3的第一引脚均与该主控芯片U2的第十三引脚连接；该稳压电路3包括电阻R0、电容C1、磁珠FB1、磁珠FB2、电阻R1及电阻R2，该电阻R0的一端与该供电电池连接，该电阻R0的另一端、电容C1的一端及磁珠FB1的一端均与该磁珠FB2的一端连接，该磁珠FB2的另一端与电阻R1的一端连接，该电阻R1的另一端及电阻R2的一端均与该主控芯片U2的第十九引脚连接，该电阻R2的另一端与主控芯片U2的第二十二引脚连接；该2.4G无线通信模块2包括SPI通信端口U1，该SPI通信端口的第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚及第七引脚分别与该主控芯片U2的第九引脚、第七引脚、第十六引脚、第十一引脚、第十引脚及第八引脚连接。该供电电池为3.6V电池，该主控芯片U2为MKL03Z32VFK4芯片，该传感芯片U3为SHT20芯片。

可以理解的，该3.6V电池正极接R0一端，R0另一端接C1正极、B2+、FB1、FB2的1脚，3.6V电池负极与C1负极接地，FB1的2脚接VDD，FB2的2脚接VCC再连R1一端R1另一端接BAT_COLL、R2一端，R2另一端接BAT_EN。2.4G无线通信模块U1的1脚连VDD,2脚连CE,3脚连CSN,4脚连SCK,5脚连MOSI,6脚连MISO,7脚连IRQ,8脚接地。单片机U2的1脚接SDA1,2脚接SCL1,3脚与4脚并联C2,3脚接VCC,4脚接地，5脚接Y1一端、C6一端，6脚接Y1一端、C7一端,C6、C7另一端接地。单片机U2的7脚接CSN,单片机U2的8脚接IRQ,单片机U2的9脚接CE,单片机U2的10脚接MISO,单片机U2的11脚接MOSI,单片机U2的13脚接SCL,单片机U2的14脚接C3一端，C3另一端接地。单片机U2的15脚接SDA,单片机U2的16脚接SCK,单片机U2的17脚接TXD,单片机U2的18脚接RXD,单片机U2的19脚接ABT_COLL,单片机U2的20脚接WCOLL,单片机U2的21脚接WV,单片机U2的22脚接SWDCLK BAT_EN,单片机U2的23脚接REST,单片机U2的24脚接SWDDIO。J1的1脚接VCC,2脚接SWDCLK,3脚接SWDDIO,4脚接C4、R3一端，C4另一端接地，R3另一端接VCC,5脚接地。J2的1脚接RXD,2脚接TXD,3脚接地，4脚接B2+。数字温湿传感探头4的1脚接SDA,2脚接地,5脚接VCC,6脚接SCL。

图3为本实用新型的工作流程图；结合图1和图3可知，该基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器一开始先初始化进入空闲状态并定时2秒终端，30秒间隔读取温度数据，通过IIC总线(即通信端口J3)读取湿度值，判断湿度值是否达到告警门限值，若是，则采集供电电池电压后通过2.4G无线通信模块发送突发数据帧，包括湿度值、电池电压值、告警状态数据；若否，则判断10分钟定时发送数据时间是否到，若是采集电池电压后通过2.4G无线发定点数据帧，包括湿度值、电池电压值、告警状态数据，若否，则返回空闲状态。

可以理解的，本实用新型设计合理，构造独特，该基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器的整体电路结构较为简单，所用到的元器件大大减少，从而降低其生产成本，信号采集灵敏、响应快，而且该基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器能够实现无论是在监测信息采集、数据传输状态时的整机功耗、还是在无监测信息采集、数据传输状态下的待机功耗都大大降低，并利用无线通讯方式进行的监测信息传输，满足使用需求，应用广泛。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器，其特征在于：包括单片机控制电路、2.4G无线通信模块、数字温湿度传感探头、供电电池及稳压电路，所述供电电池与所述稳压电路电连接，所述稳压电路、2.4G无线通信模块及数字温湿度传感探头均与所述单片机控制电路电连接。

2.根据权利要求1所述的基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器，其特征在于：所述单片机控制电路包括主控芯片U2、电容C2、电容C3、电容C6、电容C7及晶振Y1，所述主控芯片U2的第三引脚与电容C2的一端连接，所述晶振Y1的一端及电容C6的一端均与主控芯片U2的第五引脚连接，所述晶振Y1的另一端及电容C7的一端均与主控芯片U2的第六引脚连接，所述主控芯片U2的第十四引脚经电容C3接地。

3.根据权利要求2所述的基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器，其特征在于：所述数字温湿度传感探头包括传感芯片U3及通信端口J3，所述传感芯片U3的第一引脚及通信端口J3的第二引脚均与所述主控芯片U2的第十五引脚连接，所述传感芯片U3的第五引脚及通信端口J3的第一引脚均与所述主控芯片U2的第十三引脚连接。

4.根据权利要求2所述的基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器，其特征在于：所述稳压电路包括电阻R0、电容C1、磁珠FB1、磁珠FB2、电阻R1及电阻R2，所述电阻R0的一端与所述供电电池连接，所述电阻R0的另一端、电容C1的一端及磁珠FB1的一端均与所述磁珠FB2的一端连接，所述磁珠FB2的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端及电阻R2的一端均与所述主控芯片U2的第十九引脚连接，所述电阻R2的另一端与主控芯片U2的第二十二引脚连接。

5.根据权利要求2所述的基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器，其特征在于：所述2.4G无线通信模块包括SPI通信端口U1，所述SPI通信端口的第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚及第七引脚分别与所述主控芯片U2的第九引脚、第七引脚、第十六引脚、第十一引脚、第十引脚及第八引脚连接。

6.根据权利要求2所述的基于2.4G无线自组网低功耗环境温湿度监测传感器，其特征在于：还包括主芯片烧录单元及串口通信端口J2，所述主芯片烧录单元及串口通信端口J2均与所述主控芯片U2连接。

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