CN211506729U - 一种无线温湿度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线温湿度测量装置，包括单片机模块、传感器模块、无线通信模块、显示模块和电源模块；传感器模块、无线通信模块和显示模块均与单片机模块通信连接；单片机模块和电源模块电性连接。本实用新型的无线温湿度测量装置，采用基于SHT30型传感器和单片机为核心的数字式电路构成，成本较低，适用性强，测量精度高；通过采用Lora调制技术的无线通信模块，具有通信距离远，传输功耗小的优点；通过设置数码显示模块，可对检测的温度和湿度实时数字化显示，直观方便。
Description
技术领域
本实用新型属于温湿度检测技术领域，具体涉及一种无线温湿度测量装置。
背景技术
需要采集温湿度的场景在工农业生产和人们的日常生活中非常广泛。温度和湿度是工业生产过程中的两个重要参数。在某些生产过程中，如果温度过高或者过低，则会导致产品品质不稳定甚至产品报废；在产品和原料存储方面，也需要对温湿度进行控制。例如，湿度过大会对电子产品的质量造成危害。传统的温湿度采集测量的方式通常是由MCU控制温湿度传感器，MCU读出数据后，再通过某种工业总线传输到上位机，该种测量设备需要布线，因此当传输距离比较远时，安装和维护成本上升，可靠性下降，且无法灵活布置采集节点。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决无线测量温湿度的问题，提出了一种无线温湿度测量装置。
本实用新型的技术方案是：一种无线温湿度测量装置包括单片机模块、传感器模块、无线通信模块、显示模块和电源模块；
传感器模块、无线通信模块和显示模块均与单片机模块通信连接；单片机模块和电源模块电性连接。
本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型的无线温湿度测量装置，采用基于SHT30型传感器和单片机为核心的数字式电路构成，成本较低，适用性强，测量精度高。
（2）本实用新型的无线温湿度测量装置，通过采用Lora调制技术的无线通信模块，具有通信距离远，传输功耗小的优点。
（3）本实用新型的无线温湿度测量装置，通过设置数码显示模块，可对检测的温度和湿度实时数字化显示，直观方便。
进一步地，单片机模块包括接地电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地按键K1、晶振X1和型号为STM32F030F4P6的单片机芯片U2；
芯片U2的BOOT0引脚和VSS引脚均接地；芯片U2的PF0/OSC_IN引脚分别与接地电容C2和晶振X1的一端连接；芯片U2的PF1/OSC_OUT引脚分别与接地电容C3和晶振X1的另一端连接；芯片U2的NRST引脚分别与接地按键K1和接地电容C4连接；芯片U2的VDD引脚和VDDA引脚作为芯片U1的VCC3.3引脚。
上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，单片机模块主要由STM32F030F4P6型号的单片机、8MHz的晶体振荡器和复位电路构成。IIC_SDA和IIC_SCL即为单片机模块的测量数据信号输入端和测量时钟信号输出端，其成本较低，适用性强。
进一步地，传感器模块包括电阻R6、电阻R7和型号为SHT30的温湿度传感芯片U1；
芯片U1的SDA引脚分别与电阻R6的一端和芯片U2的PA14引脚连接；芯片U1的SCL引脚分别与电阻R7的一端和芯片U2的PA13引脚连接；芯片U1的ADDR引脚、VSS引脚和R引脚均接地；芯片U1的nRESET引脚、芯片U1的VDD引脚、电阻R6的另一端和电阻R7的另一端均与芯片U2的VCC3.3引脚连接。
上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，传感器模块采用SHT30型温湿度传感器。它在一个单芯片上提供了一个完整的传感器系统，包括电容式湿度传感器、带隙温度传感器、模拟和数字信号处理、A/D转换器、校准数据内存以及支持I2C快速模式的数字通信接口，能将温湿度转换为数字量，通过IIC总线发送给单片机模块。同时，SHT30型温湿度传感器成本较低，适用性强，测量精度高。
进一步地，无线通信模块包括型号为F8L10D-N-433的无线通信芯片U3；
芯片U3的GND引脚接地；芯片U3的RX引脚和芯片U2的PA10引脚连接；芯片U3的TX引脚和芯片U2的PA9引脚连接；芯片U3的VCC引脚和芯片U2的VCC3.3引脚连接。
上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，无线通信模块主要由无线通信芯片F8L10D-N-433及其附属电路组成。MCU_TX和MCU_RX即为无线通信模块的信号输入端和信号输出端。通过采用Lora调制技术的无线通信模块具有通信距离远和传输功耗小的优点。
进一步地，显示模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和型号为1.3-12864_7pin的显示芯片OLED1；
芯片OLED1的GND引脚和CS引脚均接地；芯片OLED1的D0引脚分别与芯片U2的PA1引脚和电阻R5的一端连接；芯片OLED1的D1引脚分别与芯片U2的PA2引脚和电阻R4的一端连接；芯片OLED1的RST引脚分别与芯片U2的PA3引脚和电阻R3的一端连接；芯片OLED1的DC引脚分别与芯片U2的PA4引脚和电阻R2的一端连接；芯片OLED1的VCC引脚、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端和电阻R5的另一端均与芯片U2的VCC3.3引脚连接。
上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，单片机模块将需要显示的数据通过端口送入OLED显示模块的控制芯片。通过设置数码显示模块，可对检测的温度和湿度实时数字化显示，直观方便。
进一步地，电源模块包括接地电容C5、电池BT2和型号为spx3819的电源芯片U4；
芯片U4的Vin引脚分别与电池BT2的正极和芯片U4的En引脚连接；电池BT2的负极和芯片U4的GND引脚均接地；芯片U4的Vout引脚分别与芯片U2的VCC3.3引脚和接地电容C5连接。
上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，电源模块输入为3.7V锂电池，输出+3.3V的电源，为装置的单片机模块、传感器模块、无线通信模块及其他模块提供工作电源。
附图说明
图1为无线温湿度测量装置的结构图；
图2为单片机模块的电路图；
图3为传感器模块的电路图；
图4为无线通信模块的电路图；
图5为显示模块的电路图；
图6为电源模块的电路图；
图中，1、单片机模块；2、传感器模块；3、无线通信模块；4、显示模块；5、电源模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种无线温湿度测量装置，包括单片机模块1、传感器模块2、无线通信模块3、显示模块4和电源模块5；
传感器模块2、无线通信模块3和显示模块4均与单片机模块1通信连接；单片机模块1和电源模块5电性连接。
在本实用新型实施例中，如图2所示，单片机模块1包括接地电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地按键K1、晶振X1和型号为STM32F030F4P6的单片机芯片U2；
芯片U2的BOOT0引脚和VSS引脚均接地；芯片U2的PF0/OSC_IN引脚分别与接地电容C2和晶振X1的一端连接；芯片U2的PF1/OSC_OUT引脚分别与接地电容C3和晶振X1的另一端连接；芯片U2的NRST引脚分别与接地按键K1和接地电容C4连接；芯片U2的VDD引脚和VDDA引脚作为芯片U1的VCC3.3引脚。在本实用新型中，单片机模块主要由STM32F030F4P6型号的单片机、8MHz的晶体振荡器和复位电路构成。IIC_SDA和IIC_SCL即为单片机模块的测量数据信号输入端和测量时钟信号输出端，其成本较低，适用性强。
在本实用新型实施例中，如图3所示，传感器模块2包括电阻R6、电阻R7和型号为SHT30的温湿度传感芯片U1；
芯片U1的SDA引脚分别与电阻R6的一端和芯片U2的PA14引脚连接；芯片U1的SCL引脚分别与电阻R7的一端和芯片U2的PA13引脚连接；芯片U1的ADDR引脚、VSS引脚和R引脚均接地；芯片U1的nRESET引脚、芯片U1的VDD引脚、电阻R6的另一端和电阻R7的另一端均与芯片U2的VCC3.3引脚连接。在本实用新型中，传感器模块采用SHT30型温湿度传感器。它在一个单芯片上提供了一个完整的传感器系统，包括电容式湿度传感器、带隙温度传感器、模拟和数字信号处理、A/D转换器、校准数据内存以及支持I2C快速模式的数字通信接口，能将温湿度转换为数字量，通过IIC总线发送给单片机模块。同时，SHT30型温湿度传感器成本较低，适用性强，测量精度高。
在本实用新型实施例中，如图4所示，无线通信模块3包括型号为F8L10D-N-433的无线通信芯片U3；
芯片U3的GND引脚接地；芯片U3的RX引脚和芯片U2的PA10引脚连接；芯片U3的TX引脚和芯片U2的PA9引脚连接；芯片U3的VCC引脚和芯片U2的VCC3.3引脚连接。在本实用新型中，无线通信模块主要由无线通信芯片F8L10D-N-433及其附属电路组成。MCU_TX和MCU_RX即为无线通信模块的信号输入端和信号输出端。通过采用Lora调制技术的无线通信模块具有通信距离远和传输功耗小的优点。
在本实用新型实施例中，如图5所示，显示模块4包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和型号为1.3-12864_7pin的显示芯片OLED1；
芯片OLED1的GND引脚和CS引脚均接地；芯片OLED1的D0引脚分别与芯片U2的PA1引脚和电阻R5的一端连接；芯片OLED1的D1引脚分别与芯片U2的PA2引脚和电阻R4的一端连接；芯片OLED1的RST引脚分别与芯片U2的PA3引脚和电阻R3的一端连接；芯片OLED1的DC引脚分别与芯片U2的PA4引脚和电阻R2的一端连接；芯片OLED1的VCC引脚、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端和电阻R5的另一端均与芯片U2的VCC3.3引脚连接。在本实用新型中，单片机模块将需要显示的数据通过端口送入OLED显示模块的控制芯片。通过设置数码显示模块，可对检测的温度和湿度实时数字化显示，直观方便。
在本实用新型实施例中，如图6所示，电源模块5包括接地电容C5、电池BT2和型号为spx3819的电源芯片U4；
芯片U4的Vin引脚分别与电池BT2的正极和芯片U4的En引脚连接；电池BT2的负极和芯片U4的GND引脚均接地；芯片U4的Vout引脚分别与芯片U2的VCC3.3引脚和接地电容C5连接。在本实用新型中，电源模块输入为3.7V锂电池，输出+3.3V的电源，为装置的单片机模块、传感器模块、无线通信模块及其他模块提供工作电源。
本实用新型的工作原理及过程为：在本实用新型的无线温湿度测量装置工作时，单片机模块1负责控制各个模块的数据传输；传感器模块2将温湿度转换为数字量并通信传输至单片机模块1；无线通信模块3将单片机的数据实时无线传输；显示模块4将单片机模块1需要显示的数据通过端口送入控制芯片，实现温湿度的数字化显示；电源模块5为装置的单片机模块1、传感器模块2、无线通信模块3及显示模块4提供工作电源。
本实用新型的有益效果为：
（1）本实用新型的无线温湿度测量装置，采用基于SHT30型传感器和单片机为核心的数字式电路构成，成本较低，适用性强，测量精度高。
（2）本实用新型的无线温湿度测量装置，通过采用Lora调制技术的无线通信模块，具有通信距离远，传输功耗小的优点。
（3）本实用新型的无线温湿度测量装置，通过设置数码显示模块，可对检测的温度和湿度实时数字化显示，直观方便。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种无线温湿度测量装置，其特征在于，包括单片机模块（1）、传感器模块（2）、无线通信模块（3）、显示模块（4）和电源模块（5）；
所述传感器模块（2）、无线通信模块（3）和显示模块（4）均与单片机模块（1）通信连接；所述单片机模块（1）和电源模块（5）电性连接。
2.根据权利要求1所述的无线温湿度测量装置，其特征在于，所述单片机模块（1）包括接地电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地按键K1、晶振X1和型号为STM32F030F4P6的单片机芯片U2；
所述芯片U2的BOOT0引脚和VSS引脚均接地；所述芯片U2的PF0/OSC_IN引脚分别与接地电容C2和晶振X1的一端连接；所述芯片U2的PF1/OSC_OUT引脚分别与接地电容C3和晶振X1的另一端连接；所述芯片U2的NRST引脚分别与接地按键K1和接地电容C4连接；所述芯片U2的VDD引脚和VDDA引脚作为芯片U1的VCC3.3引脚。
3.根据权利要求2所述的无线温湿度测量装置，其特征在于，所述传感器模块（2）包括电阻R6、电阻R7和型号为SHT30的温湿度传感芯片U1；
所述芯片U1的SDA引脚分别与电阻R6的一端和芯片U2的PA14引脚连接；所述芯片U1的SCL引脚分别与电阻R7的一端和芯片U2的PA13引脚连接；所述芯片U1的ADDR引脚、VSS引脚和R引脚均接地；所述芯片U1的nRESET引脚、芯片U1的VDD引脚、电阻R6的另一端和电阻R7的另一端均与芯片U2的VCC3.3引脚连接。
4.根据权利要求2所述的无线温湿度测量装置，其特征在于，所述无线通信模块（3）包括型号为F8L10D-N-433的无线通信芯片U3；
所述芯片U3的GND引脚接地；所述芯片U3的RX引脚和芯片U2的PA10引脚连接；所述芯片U3的TX引脚和芯片U2的PA9引脚连接；所述芯片U3的VCC引脚和芯片U2的VCC3.3引脚连接。
5.根据权利要求2所述的无线温湿度测量装置，其特征在于，所述显示模块（4）包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和型号为1.3-12864_7pin的显示芯片OLED1；
所述芯片OLED1的GND引脚和CS引脚均接地；所述芯片OLED1的D0引脚分别与芯片U2的PA1引脚和电阻R5的一端连接；所述芯片OLED1的D1引脚分别与芯片U2的PA2引脚和电阻R4的一端连接；所述芯片OLED1的RST引脚分别与芯片U2的PA3引脚和电阻R3的一端连接；所述芯片OLED1的DC引脚分别与芯片U2的PA4引脚和电阻R2的一端连接；所述芯片OLED1的VCC引脚、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端和电阻R5的另一端均与芯片U2的VCC3.3引脚连接。
6.根据权利要求2所述的无线温湿度测量装置，其特征在于，所述电源模块（5）包括接地电容C5、电池BT2和型号为spx3819的电源芯片U4；
所述芯片U4的Vin引脚分别与电池BT2的正极和芯片U4的En引脚连接；所述电池BT2的负极和芯片U4的GND引脚均接地；所述芯片U4的Vout引脚分别与芯片U2的VCC3.3引脚和接地电容C5连接。
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