CN217358607U - 用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统 - Google Patents
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Abstract
用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，涉及环境温湿度检测技术领域，为解决现有检测系统存在浪费人力，频繁开关机柜导致开关机柜易损坏，价格昂贵以及体积较大等问题，该无线系统包括固定在海洋电磁机柜内的主机系统和从机系统；主机系统包括第一ARM控制器模块，与第一ARM控制器连接的第一电源模块，WIFI无线通信无线通讯模块，第一晶振电路，第一收发模块，屏幕显示模块以及过阈警报模块；从机系统包括第二ARM控制器，与第二ARM控制器连接的第二电源模块，第二晶振电路，阈值调节模块以及温湿度检测模块；本新型的主机系统与从机系统通过双方各自的收发模块实现无线通信，完成多点温湿度的发送与接收。避免了频繁打开机柜读取温湿度的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境温湿度检测技术领域，具体涉及一种无线温湿度多点实时监测系统，应用于海洋电磁机柜内部温湿度的监测。
背景技术
目前采取的人工测量方式，需要工作人员全天定时测量。浪费人力、增加劳动强度的同时，由于测量误差及人工操作等原因还有可能导致温湿度数据的不准确，从而不能及时的做出相应处理。除此之外，每次测量都需频繁的开关机柜，加速海水对机柜内部电路的腐蚀。
在无线温湿度检测方面使用的监测装置有仁科测控技术有限公司的RS-WS-WIFI-C4，德国testo Saveris 2-H1 WiFi，清易电子科技有限公司的JL-35WIFI系列等。现有的检测装置广泛应用于实验室、博物馆及农业大棚等场所，具有精度高、持续续航等优点。但是，此类产品价格昂贵，体积较大，由于机柜内部有电路运行，散发出的热量可能导致机柜内部温度不一致，因此此类单点温湿度检测系统并不适用于海洋电磁机柜。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，以解决当前浪费人力、频繁开关机柜、价格昂贵以及体积较大等问题，多点检测系统使工作人员对机柜内部温湿度参数有更全面的掌握。
用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，该无线系统包括固定在海洋电磁机柜内的主机系统和从机系统；所述主机系统包括第一ARM控制器模块，与所述第一ARM控制器连接的第一电源模块，WIFI无线通信无线通讯模块，第一晶振电路，第一收发模块，屏幕显示模块以及过阈警报模块；
所述从机系统包括第二ARM控制器，与所述第二ARM控制器连接的第二电源模块，第二晶振电路，阈值调节模块以及温湿度检测模块；
所述第一收发模块与第二收收模块连接；所述温湿度检测模块同时检测两点温湿度并通过第二ARM控制器、第二收发模块、第一收发模块传送至第一ARM控制器，所述第一ARM控制器将温湿度数据通过WIFI无线通讯模块传送至用户手机。
进一步地，所述温湿度检测模块包括两个温度传感器和两个湿度传感器；所述两个温度传感器的DQ引脚连接至第二ARM控制器，再接入4.7KΩ的上拉电阻，然后与VCC连接，两个湿度传感器的DATA引脚连接至第二ARM控制器，再接入4.7KΩ的上拉电阻然后与VCC连接，并在电源引脚两端接入0.1uf的电容用于去耦滤波；实现同时检测两点温湿度。
进一步地，所述第一电源模块与第二电源模块均通过电源转换器接入输入输出电容，然后串联接入自锁开关与系统工作指示灯。
进一步地，所述第一晶振电路与第二晶振电路的晶振频率均为8MHz。
进一步地，所述阈值调节模块为设置在从机系统的外壳体上的三个按键，分别用于更改温湿度上下限值，向上调节温湿度数值以及向下调节温湿度数值。
进一步地，所述过阈警报模块为声光报警器，由蜂鸣器和LED指示灯组成；所述蜂鸣器和LED指示灯分别安装在主机系统外壳体上。
进一步地，本发明中还包括与第一ARM控制器连接的第一自动复位模块以及与第二ARM控制器连接的第二自动复位模块。
进一步地，所述主机系统与从机系统的外壳体均采用不锈钢材质，所述主机系统外壳体上还设置屏幕显示模块，第一电源自锁开关和系统工作指示灯；从机系统外壳体上设置有第二电源自锁开关和系统工作指示灯，温湿度检测模块的接线口以及阈值调节模块的三个按键；
所述主机系统外壳体和从机系统外壳体的后方均设置多个散热孔。
进一步地，所述主机系统与从机系统的外壳体均为长60mm、宽50mm、厚15mm的长方体，壁厚为1mm，均采用圆形固定片与螺丝将机系统与从机系统的外壳体固定在海洋电磁机柜内部。
本实用新型的有益效果：
本实用新型用于检测海洋电磁机柜内部温湿度的无线系统，能够多点检测温湿度数据，使工作人员远程就能更全面的掌握机柜内部温湿度情况，降低了工人劳动强度，具有良好的耐腐蚀性，使用时更加安全，且多点检测造价相较市面上大多数无线温湿度单点检测系统的价格都要低廉。
本实用新型采用的WIFI无线通讯模块可以方便的与上位机进行交互，向用户发送新的温湿度数据，避免了频繁打开机柜读取温湿度的问题。主机系统与从机系统通过双方各自的收发模块实现无线通信，完成多点温湿度的发送与接收，系统还具有屏幕显示模块及声光警报模块，使得功能更加强大，应用更加广泛。所使用温湿度集成于一体的数字式传感器不仅能减小系统体积，而且具有精度高、抗干扰能力强、响应快等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本实用新型所述的用于检测海洋电磁机柜内部温湿度的无线系统的原理框图；
图2为主机系统的外壳体结构图。
图3为从机系统的外壳体结构图。
图4为温湿度检测模块与第二ARM控制器的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，包括安装在海洋电磁机柜前方的主机系统和后方的从机系统，所述主机系统包括第一ARM控制器、第一电源模块、WIFI无线通讯模块、第一晶振电路、第一自动复位模块、过阈警报模块、屏幕显示模块以及第一收发模块；所述从机系统包括第二ARM控制器、温湿度检测模块、第二电源模块、第二晶振电路、第二自动复位模块、第二收发模块以及阈值调节模块；
所述WIFI无线通讯模块、第一晶振电路、第一自动复位模块、过阈警报模块、屏幕显示模块、第一收发模块分别与第一ARM控制器模块连接；所述第一电源模块经电源转换器与第一ARM控制器、WIFI无线通信模块、过阈报警模块、屏幕显示模块、第一收发模块等所有需供电使用的模块相连；所述温湿度检测模块、第二晶振电路、第二自动复位模块、第二收发模块、阈值调节模块分别与第二ARM控制器相连；所述第二电源模块经电源转换器与第二ARM控制器模块、温湿度检测模块、第二收发模块等所有需供电使用的模块相连；所述第一ARM控制器与第二ARM控制器经第一收发模块与第二收发模块进行无线双向通信；所述第一ARM控制器与WIFI无线通讯模块进行双向数据通信；所述WIFI无线通讯模块与用户手机进行双向双向通信。
本实施方式中，所述从机系统的第二ARM控制器控制温湿度检测模块检测环境温湿度数据并进行存储，通过两个收发模块的无线通信，将数据发送到主机系统中的屏幕显示模块进行显示，且通过WIFI无线通讯模块传输到用户手机，并与设定阈值进行比较，当温湿度超过设定阈值时，主机系统发出声光警报提示用户进行相应处理。用户可通过阈值调节模块随时更改温湿度的范围。
本实施方式中，所述第一ARM控制器与第二ARM控制器采用STM32F103C8T6。此芯片封小、性能强大、且功耗较低。
本实施方式中，所述第一晶振电路与第二晶振电路，晶振频率选用的是8MHz，分别用于给第一ARM控制器及第二ARM控制器提供8MHz的时钟频率。
本实施方式中，所述第一自动复位模块与第二自动复位模块选用的是MAX811T，分别用于给第一ARM控制器及第二ARM控制器进行上电复位。
本实施方式中，所述第一收发模块与第二收发模块选用的nRF4101，用以单片机间进行通信。所述屏幕显示模块、第一收发模块、第二收发模块与两个ARM控制器进行SPI通信。
本实施方式中，所述第一电源模块与第二电源模块的电源转换器接入输入输出电容后串联接入自锁开关与系统工作指示灯。第一电源模块包括+5V转+3.3V电源，用于给主机系统的第一ARM控制器、WIFI无线通讯模块、第一自动复位模块、过阈警报模块、屏幕显示模块以及第一收发模块供电；第二电源模块包括+12V转+5V电源和+5V转+3.3V电源，+12V转+5V电源用于给从机系统的给温湿度检测模块进行供电，+5V转+3.3V用于给从机系统中的第二ARM控制器、第二自动复位模块以及第二收发模块进行供电。所述WIFI无线通讯模块选用ESP8266芯片，将温湿度数据传送至用户手机。
本实施方式中，所述主机系统和从机系统的外壳体均采用不锈钢材质，具有极强的耐腐蚀性，适合海洋环境，并且可以有效屏蔽机柜内电路的电磁干扰，将主机系统与从机系统分别进行整体包裹；如图2所示，主机系统外壳体露出屏幕显示模块2，并安装有第一电源模块的电源自锁开关1及正常工作指示灯3。
本实施方式中，所述过阈警报模块为声光报警器，由安装在主机系统外壳体上的蜂鸣器5及LED指示灯4组成的；所述第一ARM控制器经三极管与蜂鸣器5进行连接，其中三极管可将第一ARM控制器的驱动信号进行放大，四个不同颜色的LED指示灯4连接电阻后连接第一ARM控制器，与蜂鸣器5一起构成声光报警器。所述四个LED指示灯4分别代表环境温度过高、环境温度过低、环境湿度过高、环境湿度过低。用于直观的提示用户当前环境已超过设定阈值范围。由于主机系统的WIFI无线通讯模块工作时对系统要求较高，可能导致芯片发热，因此主机系统外壳后方设置多个散热孔6，以免出现温度过高损坏电路的情况。
如图3所示，从机系统外壳体上安装有第二电源模块的电源自锁开关7及系统工作指示灯8，温湿度检测模块的接线口9和阈值调节模块的三个按键(10，11，12)，所述阈值调节模块中三个按键分别连接第二ARM控制器。所述阈值调节模块使用三个按键，第一按键10用于更改设置：温度上限、温度下限、湿度上限、湿度下限等。第二按键11用了向上调节数值，第三按键12用来向下调节数值。可根据当前环境需求随时对环境阈值进行修改。所述从机系统外壳后方设置多个散热孔13。
本实施方式中，所述温湿度检测模块由两个温度传感器和两个湿度传感器组成，如图4所示，两个温度传感器和两个湿度传感器均连接第二ARM控制器；温湿度检测模块中两个温度传感器的DQ引脚采用单总线方式连接至ARM控制器11，再接入4.7KΩ的上拉电阻连接VCC，两个湿度传感器的DATA引脚采用单总线方式连接至ARM控制器11，再接入4.7KΩ的上拉电阻连接VCC，并在电源引脚两端接入0.1uf的电容用来去耦滤波。以上四个传感器电路在一起组成温湿度检测模块12，可以同时检测两点温湿度。温度传感器选用的是两块DS18B20，湿度传感器选用的是两块DHT11，用以采集环境中的温湿度数据。具有体积小、低功耗、抗干扰能力强等优点。
本实施方式中，所述主机系统与从机系统的外壳体均为长60mm、宽50mm、厚15mm的长方体，壁厚为1mm，采用圆形固定片与螺丝将二者固定在机柜内部。
本实施方式所述的用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统的工作原理为：
系统供电后，两个电源指示灯变亮表示系统正常上电。温湿度传感器DS18B20与DHT11检测环境温湿度数据进行处理后存储于第二ARM控制器，第二ARM控制器经两个收发模块将数据发送至第一ARM控制器，OLED屏幕显示当前温湿度数值。通过WIFI无线通讯模块将数据发送到用户手机(可以设定每2秒发送一次)，并将温湿度数据与第一ARM控制器设定的阈值进行比对，若温度高于设定上限，则对应警报指示灯变亮，蜂鸣器发出警报，同时将警报信息发送至用户手机。用户进行相应的处理将环境温湿度降至设定范围内后，指示灯变灭，蜂鸣器停止报警。若用户一直没有进行处理，警报持续两分钟后将停止，五分钟后继续发出警报做出提示。其它情况除警报指示灯与以上情况不同外，其余警报状态与之相同，不做过多说明。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，其特征是：该无线系统包括固定在海洋电磁机柜内的主机系统和从机系统；所述主机系统包括第一ARM控制器模块，与所述第一ARM控制器连接的第一电源模块，WIFI无线通信无线通讯模块，第一晶振电路，第一收发模块，屏幕显示模块以及过阈警报模块；
所述从机系统包括第二ARM控制器，与所述第二ARM控制器连接的第二电源模块，第二晶振电路，阈值调节模块以及温湿度检测模块；
所述第一收发模块与第二收收模块连接；所述温湿度检测模块同时检测两点温湿度并通过第二ARM控制器、第二收发模块、第一收发模块传送至第一ARM控制器，所述第一ARM控制器将温湿度数据通过WIFI无线通讯模块传送至用户手机。
2.根据权利要求1所述的用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，其特征在于：
所述温湿度检测模块包括两个温度传感器和两个湿度传感器；所述两个温度传感器的DQ引脚连接至第二ARM控制器，再接入4.7KΩ的上拉电阻连接VCC，两个湿度传感器的DATA引脚连接至第二ARM控制器，再接入4.7KΩ的上拉电阻连接VCC，并在电源引脚两端接入0.1uf的电容用于去耦滤波；实现同时检测两点温湿度。
3.根据权利要求1所述的用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，其特征在于：所述第一电源模块与第二电源模块均通过电源转换器接入输入输出电容，然后串联接入自锁开关与系统工作指示灯。
4.根据权利要求1所述的用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，其特征在于：所述第一晶振电路与第二晶振电路的晶振频率均为8MHz。
5.根据权利要求1所述的用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，其特征在于：所述阈值调节模块为设置在从机系统的外壳体上的三个按键，分别用于更改温湿度上下限值，向上调节温湿度数值以及向下调节温湿度数值。
6.根据权利要求1所述的用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，其特征在于：所述过阈警报模块为声光报警器，由蜂鸣器和LED指示灯组成；所述蜂鸣器和LED指示灯分别安装在主机系统外壳体上。
7.根据权利要求1所述的用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，其特征在于：还包括与第一ARM控制器连接的第一自动复位模块以及与第二ARM控制器连接的第二自动复位模块。
8.根据权利要求1所述的用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，其特征在于：所述主机系统与从机系统的外壳体均采用不锈钢材质，所述主机系统外壳体上还设置屏幕显示模块，第一电源模块的自锁开关和系统工作指示灯；从机系统外壳体上设置有第二电源模块的自锁开关和系统工作指示灯，温湿度检测模块的接线口以及阈值调节模块的三个按键；
所述主机系统外壳体和从机系统外壳体的后方均设置多个散热孔。
9.根据权利要求8所述的用于检测海洋电磁机柜温湿度的无线系统，其特征在于：所述主机系统与从机系统的外壳体均为长60mm、宽50mm、厚15mm的长方体，所述长方体的壁厚为1mm，均采用圆形固定片与螺丝将机系统与从机系统的外壳体固定在海洋电磁机柜内部。
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