CN215064662U - 超薄温湿度记录仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种超薄温湿度记录仪，该超薄温湿度记录仪包括外壳，以及固定在所述外壳上的主控IC电路、天线发射电路、温湿度采集电路和串口通讯电路，主控IC电路采用具有近场通信和数据处理功能的集成芯片进行设计，减少的记录仪中近场通信电路和数据处理电路的电路，简化了记录仪的电路图，提高了整个电路的集成度。

Description

超薄温湿度记录仪

技术领域

本实用新型涉及温湿度检测设备技术领域，特别涉及一种超薄温湿度记录仪。

背景技术

温湿度检测设备由于可同时测量出温度和湿度，因而被广泛应用于现代人们的生活和工作中。尤其是在冷链运输应用中，很多电气设备的运行或者是需要冷藏环境运输的产品来说，同时对其内部温湿度有着严格的要求，当产品或者设备在潮湿或者极冷的环境中，很容易损坏。

目前，为了实时监控环境中的温度和湿度，会在冷藏的环境中设置温湿度的检测设备，但是现有的温湿度检测设备分为两种，一种是单独的温度计和湿度计，另一种是集成温度和湿度检测电路的检测表，无论是单独的还是集成的，其电路结构的设计由于受到了极限环境的限制，设计得相对比较复杂，随着产品微小型的发展趋势，若使用现有的电路设计进行小型化生产，则会存在相互干扰、测量测量精度低的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种超薄温湿度记录仪，旨在解决现有的温湿度检测电路结构复杂，集成度较低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的超薄温湿度记录仪，包括外壳，以及固定在所述外壳上的主控IC电路、天线发射电路、温湿度采集电路和串口通讯电路，其中，所述主控IC电路为包括具有近场通信和数据处理功能的集成芯片的控制电路；所述主控IC电路的输入端通过所述串口通讯电路与所述温湿度采集电路连接，所述温湿度采集电路将采集到的温湿度模拟信号通过串口通讯电路发送至所述集成芯片中；所述主控IC电路的输出端与所述天线发射电路连接，所述主控IC电路将所述温湿度模拟信号传输至所述天线发射电路，所述天线发射电路经处理得到发射信号，并发送至对应的目标终端上。

在本实用新型一实施例中，所述外壳包括第一外壳和第二外壳；在所述第一外壳上设有与承接所述主控IC电路、天线发射电路、温湿度采集电路和串口通讯电路的PCB板相适应的安装腔体；所述第二外壳上设有与所述安装腔体相配配合的配合腔体；所述PCB板通过过盈配合的安装方式固定在所述安装腔体和所述配合腔体闭合时形成的腔体中。

在本实用新型一实施例中，所述温湿度采集电路包括三个电阻器、两个电容器和温湿度传感器芯片，其中，所述温湿度传感器芯片的第一引脚和第六引脚依次与所述集成芯片中的第一数据引脚和第一控制引脚连接，所述温湿度传感器芯片的第二引脚和第四引脚接地；三个所述电阻器的第一连接端相互连接后与所述集成芯片的数据采集引脚连接，三个所述电阻器的第二连接端分别与所述温湿度传感器芯片的第一引脚、第三引脚和第六引脚连接；两个所述电容器并联连接后的第一连接端与所述电阻器的第一连接端连接，两个所述电容器并联连接后的第二连接端与所述温湿度传感器芯片第四引脚连接。

在本实用新型一实施例中，所述温湿度采集电路还包括温度传感器芯片，其中，所述温度传感器芯片的第一引脚和第六引脚依次与所述集成芯片中的第二数据引脚和第二控制引脚连接，所述温度传感器芯片的第二引脚接地。

在本实用新型一实施例中，所述天线发射电路包括依次连接的至少两个LC滤波电路、第一电阻和天线。

在本实用新型一实施例中，所述天线发射电路还包括阻抗匹配电路和耦合电容，所述阻抗匹配电路的一端与所述耦合电容的一端连接，所述耦合电容的另一端与所述LC滤波电路连接，所述阻抗匹配电路的另一端与所述第一电阻连接。

在本实用新型一实施例中，所述LC滤波电路包括依次串联连接的第一电容、第一电感和第二电容，所述第一电感的两个连接端均所述集成芯片连接，所述第一电容和所述第二电容与地连接。

在本实用新型一实施例中，所述阻抗匹配电路包括串联连接的第三电容、第二电感和第四电容；所述第三电容中与所述第二电感连接的一端与所述耦合电容连接，所述第三电容的另一端接地；所述第四电容与所述第二电感连接的一端与所述第一电阻连接，所述第四电容的另一端接地。

在本实用新型一实施例中，所述主控IC电路还包括设置在所述集成芯片外围且与所述集成芯片连接的辅助电路，在所述超薄温湿度记录仪通电时，所述辅助电路输出控制信号控制所述集成芯片工作。

在本实用新型一实施例中，所述辅助电路包括分别与所述集成芯片连接的晶振电路、数据导出接口电路和复位电路。

本实用新型技术方案中的超薄温湿度记录仪包括主控IC电路、天线发射电路、温湿度采集电路和串口通讯电路，主控IC电路使用具有近场通信和数据处理功能的集成芯片设计形成，提高了整个记录仪电路的集成度，简化了电路结构，为产品小型化提供了基础，同时还采用天线发射电路和串口通讯电路实现了数据的外发，提高了记录仪的兼容性。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型中超薄温湿度记录仪第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型中超薄温湿度记录仪第二实施例的结构示意图；

图3为本实用新型中天线发射电路的结构示意图；

图4为本实用新型中阻抗匹配电路的结构示意图；

图5为本实用新型中主控IC电路和天线发射电路的电路原理图；

图6为本实用新型中测试接口的结构示意图；

图7为本实用新型中烧录接口电路的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种超薄温湿度记录仪，请参照图1和图2，该超薄温湿度记录仪包括外壳和电路板，其中电路板为利用集成有近场通信功能和数据处理功能的集成芯片设计形成，同时该电路板上具体设有主控IC电路10、温湿度采集电路20、天线发射电路30和串口通讯电路40，主控IC电路10为利用集成芯片设计得到的控制电路，用于控制温湿度采集电路20和天线发射电路30的工作。

该主控IC电路10的输入端通过串口通讯电路40与该温湿度采集电路20连接，温湿度采集电路20在采集到温湿度模拟信号时，通过串口通讯电路40将其发送至主控IC电路10上，具体是发送至主控IC电路10中的集成芯片中进行存储。

该主控IC电路10的输出端与天线发射电路30连接，在接收到温湿度采集电路20采集到的温湿度模拟信号后，传输至天线发射电路30上，天线发射电路30将温湿度模拟信号转换为射频信号，发送至对应的目标终端上。

在实际应用中，天线发射电路30对于信号的处理方法可采用现有的转换方法来实现，当然，主控IC电路10在接收到温湿度模拟信号后，还包括将模拟信号转换为数字信号，然后将数字信号发送给天线发射电路30进行射频信号的转换，并发送出去。

在本实施例中，对于上述的电路均布设于PCB板上，通过将PCB板固定在外壳上以实现对上述电路的固定安装，在实际应用中，外壳包括第一外壳和第二外壳；

在第一外壳上设有与承接主控IC电路10、天线发射电路30、温湿度采集电路20和串口通讯电路40的PCB板相适应的安装腔体；

第二外壳上设有与安装腔体相配合的配合腔体；

PCB板通过过盈配合的安装方式固定在安装腔体和配合腔体闭合时形成的腔体中。

在实际应用中，该外壳可以是塑料壳体或者金属壳体，该外壳设置有电池腔，电池腔可以根据电池的类型适配设置，例如电池采用纽扣型电池，则电池腔可以对应设置为圆柱状；或者电池采用方形的锂电池，则电池腔可以对应设置为方形腔体。该电池腔设有供电池装入的安装口(未标识)，电池通过安装口安装在外壳上，并与上述各电路连接，提供对应的电压，以提供工作能量。

在本实施例中，请参照图2，为了使得超薄温湿度记录仪能更加精准精确地采集温湿度记录仪所在的环境中的温湿度数据，该温湿度采集电路20设置为如下结构，该温湿度采集电路20包括三个电阻器(分别是图中的R6、R5和R4)、两个电容器(分别是图中的C22、C23)和温湿度传感器芯片(如图中的U4)，在实际应用中，温湿度传感器芯片采用型号为STH30的传感器来实现，该温湿度传感器芯片包括7个引脚，该温湿度传感器芯片的第一引脚和第六引脚依次与主控IC电路10中的集成芯片中的第一数据引脚和第一控制引脚(即图5中的SCL和SDA两个标签对应的引脚)连接，温湿度传感器芯片在检测到环境中的温湿度数据后，通过第一引脚和第六引脚的连接线路传输至集成芯片中，温湿度传感器芯片的第二引脚和第四引脚接地；

在本实施例中，三个电阻器R6、R5和R4的第一连接端相互连接后与集成芯片的数据采集引脚(即是TMPVCC引脚)连接，三个电阻器R4、R6和R5的第二连接端依次与温湿度传感器芯片的第一引脚、第三引脚和第六引脚连接，而温湿度传感器芯片的第五引脚与三个电阻器的第一连接端短接；

在本实施例中，两个电容器C22和C23并联连接，并联连接后的两个引脚分别与电阻的第一连接端和地连接，即是两个电容器C22和C23的第一连接端与电阻器的第一连接端连接，两个电容器并联连接后的第二连接端与温湿度传感器芯片第四引脚连接，同时接地。

在本实用新型一实施例中，该温湿度采集电路20还包括温度传感器芯片，该温度传感器芯片设有6个引脚，温度传感器芯片的第一引脚和第六引脚依次与集成芯片中的第二数据引脚和第二控制引脚连接，在实际应用中，第二数据引脚和第二控制引脚具体是选择集成芯片中的I/O接口来实现如图5中PB接口中的任意两个，该温度传感器芯片的第二引脚接地，其他引脚与上述三个电阻器R6、R5和R4和两个电容器C22和C23的连接关系与温度传感器芯片的连接关系相同，这里不再一一赘述了，优选的，温湿度传感器芯片选择型号为TMP112/102的传感器。

在本实用新型一实施例中，如图3所示，该超薄温湿度记录仪还可以与外部设备进行通信，将采集到的温湿度数据发送至目标终端上，具体的通过天线发射电路30来实现，该天线发射电路30包括至少两个LC滤波电路、第一电阻R17和天线U6，在实际应用中，选择一个LC滤波电路设计，如图3所示，LC滤波电路包括依次串联连接的第一电感L2和第一电容C1，在第一电感L2中与第一电容C1连接的一端上设有第一输入端A，在第一电感L2中不与第一电容C1连接的一端上设有第二输入端B和第二电容C5，第二电容C5与地连接。其中，第一输入端A和第二输入端B分别与主控IC电路10中的天线引脚连接。

在实际应用中，该天线发射电路30具体是通过蓝牙触发的天线发射电路，即是与主控IC电路10中的近场通信功能中的蓝牙功能相匹配，具体该天线发射电路30包括一个LC滤波电路、阻抗匹配电路和耦合电容，阻抗匹配电路的一端与耦合电容的一端连接，耦合电容的另一端与LC滤波电路的一端连接，阻抗匹配电路的另一端与第一电阻R17连接。

如图3和4所示，该阻抗匹配电路为Π型电路，包括串联连接的第三电容C3、第二电感L1和第四电容C4；第三电容C3中与第二电感L1连接的一端与耦合电容C2连接，第三电容C3的另一端接地；第四电容C4与第二电感L1连接的一端与第一电阻R17连接，第四电容C4的另一端接地。

通过上述的天线发射电路30实现温湿度数据的发送，由于第一电感L2与第一电容C1组成LC滤波电路，滤除VANT中的高频部分，为天线获取纯净电源；C2为耦合电容，隔离直流电源，将ANT的调制信号耦合到Π型电路；第二电感L1、第三电容C3、第四电容C4组成Π型电路，实现阻抗匹配，实现功率的最大传输，让天线的指标达到最好状态；第一电阻R17主要作为天线匹配电路的测试点，便于接入仪器进行测试。

在本实用新型一实施例中，主控IC电路10还包括设置在集成芯片外围且与集成芯片连接的辅助电路，在超薄温湿度记录仪通电时，辅助电路输出控制信号控制集成芯片工作。

辅助电路包括分别与集成芯片连接的晶振电路、数据导出接口电路和复位电路，具体的该辅助电路中包括两个晶振电路，一个用于控制主控IC电路10，即是控制温湿度记录仪的工作，一个则用于控制温湿度记录仪的工作状态，即是休眠或者唤醒两种状态。数据导出接口电路具体为USB接口电路、蓝牙电路等近场通信的电路。

如图2和5所示，集成芯片采用型号为TLSR8251F512ET48的半导体硅晶片，辅助电路包括第三电感L3和第五电容C12，其中第三电感L3并联在集成芯片中的VDCDC_SW引脚和VDCDC引脚上，第五电容C12与复位引脚连接的同时与复位电路连接，其中第三电感L3作为功率电感，是集成芯片中VDCDC引脚上的DCDC电路的储能元件。

在本实施例中，该超薄温湿度记录仪还包括测试接口电路和烧录接口电路，如图6和7所示，具体是通过在集成芯片中的TX和RX两个引脚中引伸出排针或者USB接口，以实现测试接口电路的设置，同理也是通过在集成芯片中的RST和SWS两个引脚中引伸出排针或者USB接口，同时排针或者USB接口还与电源的正负极连接，以实现烧录接口电路的设置。

通过上述提供的超薄温湿度记录仪的实施，采用具有数据处理功能的集成芯片设计温湿度记录仪，如此能够化简电路，为超薄化设计提供了可能。同时设有天线发射电路，通过天线发射电路来触发主控IC电路对温湿度采集电路采集到的温湿度数据的处理和导出报告的生成。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述超薄温湿度记录仪包括外壳，以及固定在所述外壳上的主控IC电路、天线发射电路、温湿度采集电路和串口通讯电路，其中，所述主控IC电路为包括具有近场通信和数据处理功能的集成芯片的控制电路；

所述主控IC电路的输入端通过所述串口通讯电路与所述温湿度采集电路连接，所述温湿度采集电路将采集到的温湿度模拟信号通过串口通讯电路发送至所述集成芯片中；

所述主控IC电路的输出端与所述天线发射电路连接，所述主控IC电路将所述温湿度模拟信号传输至所述天线发射电路，所述天线发射电路经处理得到发射信号，并发送至对应的目标终端上。

2.根据权利要求1所述的超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述外壳包括第一外壳和第二外壳；

在所述第一外壳上设有与承接所述主控IC电路、天线发射电路、温湿度采集电路和串口通讯电路的PCB板相适应的安装腔体；

所述第二外壳上设有与所述安装腔体相配配合的配合腔体；

所述PCB板通过过盈配合的安装方式固定在所述安装腔体和所述配合腔体闭合时形成的腔体中。

3.根据权利要求2所述的超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述温湿度采集电路包括三个电阻器、两个电容器和温湿度传感器芯片，其中，所述温湿度传感器芯片的第一引脚和第六引脚依次与所述集成芯片中的第一数据引脚和第一控制引脚连接，所述温湿度传感器芯片的第二引脚和第四引脚接地；

三个所述电阻器的第一连接端相互连接后与所述集成芯片的数据采集引脚连接，三个所述电阻器的第二连接端分别与所述温湿度传感器芯片的第一引脚、第三引脚和第六引脚连接；

两个所述电容器并联连接后的第一连接端与所述电阻器的第一连接端连接，两个所述电容器并联连接后的第二连接端与所述温湿度传感器芯片第四引脚连接。

4.根据权利要求3所述的超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述温湿度采集电路还包括温度传感器芯片，其中，所述温度传感器芯片的第一引脚和第六引脚依次与所述集成芯片中的第二数据引脚和第二控制引脚连接，所述温度传感器芯片的第二引脚接地。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述天线发射电路包括依次连接的至少两个LC滤波电路、第一电阻和天线。

6.根据权利要求5所述的超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述天线发射电路还包括阻抗匹配电路和耦合电容，所述阻抗匹配电路的一端与所述耦合电容的一端连接，所述耦合电容的另一端与所述LC滤波电路连接，所述阻抗匹配电路的另一端与所述第一电阻连接。

7.根据权利要求5所述的超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述LC滤波电路包括依次串联连接的第一电容、第一电感和第二电容，所述第一电感的两个连接端均所述集成芯片连接，所述第一电容和所述第二电容与地连接。

8.根据权利要求6所述的超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括串联连接的第三电容、第二电感和第四电容；所述第三电容与所述第二电感连接的一端与所述耦合电容连接，所述第三电容的另一端接地；所述第四电容与所述第二电感连接的一端与所述第一电阻连接，所述第四电容的另一端接地。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述主控IC电路还包括设置在所述集成芯片外围且与所述集成芯片连接的辅助电路，在所述超薄温湿度记录仪通电时，所述辅助电路输出控制信号控制所述集成芯片工作。

10.根据权利要求9所述的超薄温湿度记录仪，其特征在于，所述辅助电路包括分别与所述集成芯片连接的晶振电路、数据导出接口电路和复位电路。

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