CN212413045U - 传感器终端电路 - Google Patents
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Abstract
传感器终端电路，涉及电子技术，本实用新型包括：传感器数据采集仪、串口电路、主控电路、电源电路，所述电源电路通过电感隔离电路与无线通信模块连接。本实用新型能够与远端设备实现无线通信，信号质量高，支持艰险山区的地灾探测无线自组织网，在艰险复杂的恶劣环境下，以及无线传感器网络节点发生“移动性”的环境下，仍能保证长距离无线数据传输，并且具备低功耗、抗损毁、等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术。
背景技术
艰险山区铁路沿线环境复杂，需要对铁路沿线地质灾害进行长期自动监测，以确保铁路运营安全。目前地质灾害自动监测现场数据采集主要分为有线及无线两种方式，目前市面上绝大多数传感器数据采集仪不具备无线传输功能，而传统的有线网络方式易受监测现场地理环境的影响，部署极不灵活，此外，由于艰险山区环境通常导致监测范围广、地势高低起伏大、遮挡物多等现象，给数据监测带来了极大挑战。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述不足，提供一种能够实现远程无线数据传输的传感器终端。
本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是，传感器终端电路，包括传感器数据采集仪，还包括：
串口电路，其输入端接传感器数据采集仪；
主控电路，其输入端接串口电路，输出端接无线通信模块；
电源电路，为主控电路和无线通信模块供电；
所述电源电路通过电感隔离电路与无线通信模块连接。
所述电源电路包括：
第一电平转换支路，用于实现±12V到3.3V之间的电平转换；
第二电平转换支路，用于实现12V到3.3V之间的电平转换；
所述电源电路的输出电平为3.3V。
所述电感隔离电路包括：
并联于输入端和输出端之间的第一电感和第二电感；
并联于输出端和地电平端之间的电容。
本实用新型能够与远端设备实现无线通信，信号质量高，支持艰险山区的地灾探测无线自组织网，在艰险复杂的恶劣环境下，以及无线传感器网络节点发生“移动性”的环境下，仍能保证长距离无线数据传输，并且具备低功耗、抗损毁、等特点。
采用本实用新型，监测区域面积大于6平方千米，监测网络区域内节点数量多于100个。传输可靠性高、延迟低，工作时间长。在60Ah电池无补给，接入传感器功耗低于2.5W，无线收发次数大于12次/天的情况下，可维持工作60天以上。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的主控电路示意图。
图3是本实用新型的电源电路示意图。
图4是本实用新型的电源电路的电路图。
图5是本实用新型的电感隔离电路的电路图。
具体实施方式
参见图1～图5，本实用新型包括：
传感器数据采集仪，用于提供传感数据；
串口电路，其输入端接传感器数据采集仪；
主控电路，其输入端接串口电路，输出端接无线通信模块；
电源电路，为主控电路和无线通信模块供电；电源电路通过电感隔离电路与无线通信模块连接。
所述电源电路包括：
第一电平转换支路，用于实现±12V到3.3V之间的电平转换；
第二电平转换支路，用于实现12V到3.3V之间的电平转换；
所述电源电路的输出电平为3.3V。
所述电感隔离电路包括：
并联于输入端和输出端之间的第一电感FB4和第二电感FB6；
并联于输出端和地电平端之间的电容。
本实用新型的传感器数据采集仪、串口电路、主控电路、电源电路和通信模块皆可采用成熟的现有技术功能模块。
实施例：
传感器数据采集仪通过串口电路与主控电路相联，通信模块通过SPI总线与主控电路联接，电源电路为各个模块提供合适的工作电压。
主控电路包含一片STM32L151RET6 MCU以及一个晶振电路。
电源电路包含一个12V的DC-DC转换电路，一片TPS62130RGTR电源芯片。
通信模块包含一片型号为sx1268的LoRa射频模块，其信号发射功率可达22dBm，一个电感隔离电路。
串口电路包含一片型号为SP3232EEN的RS232与TTL电平转换芯片。
传感器数据采集仪通过串口电路与主控电路相联，通信模块通过SPI总线与主控电路相联，电源电路为主控电路和通信模块提供适合的工作电压。
主控电路用于跨层自组织路由协议优化；用于控制和管理组网设备的其它模块，并协同其它模块完成多信道、多频点、多调制、多波束自组织通信系统接入算法。主控电路以STM32L151RET6作为核心控制器外加晶振电路构成最小系统，主要实现分簇式无线自组织网络路由算法，降低通信功耗，提高网络拓扑变化反应速度，从而保证在艰险复杂的山区环境中大规模地准确探测地质灾害。前端传感器节点探测地质，当有灾害时，传感器将检测到的信息发送给主控电路，主控电路根据路由算法通过通信模块将信息广播到全网，从而确定地灾的位置等信息。
电源电路用于主控电路和通信模块的正常供电，使其能正常工作。图3中的12VDC-DC转换电路将输入的±12V转换为12V直流电压，TPS62130RGTR电源芯片将输入的12V电压转换成3.3v电压，供主控电路以及通信模块使用。
通信模块用于远程发送传感器数据采集仪所探测到的地灾信息，使用户能及时知道地灾情况。电源芯片输出的3.3v电压通过电感隔离电路消除高频干扰后对sx1268 LoRa模块进行供电，该LoRa模块的最大发射功率为22dBm，最大传输距离可达12km，能够满足艰险山区地灾远程无线探测的需求，并且采用LoRa方式进行远程通信，无需架设很高的天线，节约了成本。
本实用新型的电源电路通过电感隔离电路(图1中标记为L的部分)为通信模块供电，可以较好的去除高频干扰，提高信号的质量。
串口电路用于主控电路与传感器数据采集仪进行串口通信。其通过一片SP3232EEN电平转换芯片，将主控电路输出的TTL电平与数据采集仪输出的RS232电平进行相互转换。
本实用新型的电源电路支持±12V和12V两种标准的输入电平，具有良好的兼容性。
Claims (3)
1.传感器终端电路，包括：
传感器数据采集仪：
串口电路，其输入端接传感器数据采集仪；
主控电路，其输入端接串口电路，输出端接无线通信模块；
电源电路，为主控电路和无线通信模块供电；
其特征在于，所述电源电路通过电感隔离电路与无线通信模块连接。
2.如权利要求1所述的传感器终端电路，其特征在于，所述电源电路包括：
第一电平转换支路，用于实现±12V到3.3V之间的电平转换；
第二电平转换支路，用于实现12V到3.3V之间的电平转换；
所述电源电路的输出电平为3.3V。
3.如权利要求1所述的传感器终端电路，其特征在于，所述电感隔离电路包括：
并联于输入端和输出端之间的第一电感和第二电感；
并联于输出端和地电平端之间的电容。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020999488.4U CN212413045U (zh) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | 传感器终端电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020999488.4U CN212413045U (zh) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | 传感器终端电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN212413045U true CN212413045U (zh) | 2021-01-26 |
Family
ID=74408599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020999488.4U Active CN212413045U (zh) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | 传感器终端电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212413045U (zh) |
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2020
- 2020-06-04 CN CN202020999488.4U patent/CN212413045U/zh active Active
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