CN217765078U - 一种微环境参数检测装置 - Google Patents
一种微环境参数检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN217765078U CN217765078U CN202221866165.3U CN202221866165U CN217765078U CN 217765078 U CN217765078 U CN 217765078U CN 202221866165 U CN202221866165 U CN 202221866165U CN 217765078 U CN217765078 U CN 217765078U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- sensor
- power
- detection device
- core controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种微环境参数检测装置，包括主板和底板；所述主板上设置核心控制器模块和无线信号发射模块；所述底板上设置电源模块、传感器模块和串口通信模块；所述电源模块分别为传感器模块、串口通信模块、核心控制器模块和无线信号发射模块供电；所述传感器模块与核心控制器模块通过I2C总线通信；所述核心控制器模块通过串口通信模块实现与标准的RS‑232设备间的通信。本实用新型基于无线通信，能够根据不同需求快速构建微环境参数检测系统，采用主板和底板的分体设计，可根据需要配置成ZigBee网络中的终端和协调器，并通过星型网络结构实现数据传输；体积小、可扩展性强、成本低，能满足不同规模要求。
Description
技术领域
本实用新型属于环境参数检测领域，具体涉及一种微环境参数检测装置。
背景技术
现在进入博物馆参观的观众越来越多。在让参观者满足愿望的同时，使文物不被污染和破坏需要急待解决。研究表明，自然环境依然是造成文物基体受损的主要原因。为了实时地监测博物馆内不同展柜的温度、湿度、二氧化碳含量、光照度等环境参数，需要多点分布式的对微环境参数进行监测。传统的多点微环境参数监测系统多采用有线传输方式，然而随着检测节点的不断增加，系统的布线复杂度和成本也就增加，且可扩展性不强，这给系统的设计、维护和升级带来了许多不便。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种微环境参数检测装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种微环境参数检测装置，包括主板和底板；所述主板上设置核心控制器模块和无线信号发射模块；所述底板上设置电源模块、传感器模块和串口通信模块；
所述电源模块分别为传感器模块、串口通信模块、核心控制器模块和无线信号发射模块供电；
所述传感器模块与核心控制器模块通过I2C总线通信；
所述核心控制器模块通过串口通信模块实现与标准的RS-232设备间的通信；
所述核心控制器模块与无线信号发射模块信号连接。
在上述技术方案中，所述主板和底板均为PCB板。
在上述技术方案中，所述传感器模块包括至少一个传感器，所述传感器支持I2C通信。
在上述技术方案中，所述传感器为温湿度传感器、光强度传感器或气体传感器中的任意一种或多种的组合。
在上述技术方案中，所述温湿度传感器的型号为SHT31；所述光强度传感器的型号为BH1750FVI；所述气体传感器的型号为SGP30。
在上述技术方案中，所述核心控制器模块选用TI公司的CC2530芯片，支持ZigBee协议栈，支持看门狗和多种睡眠模式的低功耗操作；所述串口通信模块采用SP3232芯片。
在上述技术方案中，所述检测装置采用电池供电，所述电源模块、传感器模块、串口通信模块、核心控制器模块和无线信号发射模块均为低功耗器件。
在上述技术方案中，所述电源模块包括Ⅰ号电源芯片和Ⅱ号电源芯片；Ⅰ号电源芯片将电压转换为3.3V，供给主板和底板使用；当传感器模块包括气体传感器时，Ⅱ号电源芯片将3.3V电压转换为1.8V，为气体传感器供电。
在上述技术方案中，所述传感器模块的传感器均通过CC2530控制器的I/O口与Ⅱ号电源芯片连接进行供电。
在上述技术方案中，所述无线信号发射模块包括型号为CC2591射频前端芯片和采用外接SMA接口的2.4G天线。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供了一种基于无线通信的微环境参数检测装置，检测装置为分体式结构设计，可根据检测规模需求进行终端和协调器配置，快速完成微环境参数检测系统的搭建；检测装置支持I2C总线的传感器，可根据检测参数的需求进行传感器配置，快速完成微环境参数检测系统的搭建；检测装置通过控制核心控制器的工作模式和传感器的供电方式，有效降低了整体的功耗，更好的适用于分布式的检测；检测装置采用ZigBee无线通信进行数据传输，既可快速实现微环境参数检测系统的搭建又便于维护，节省成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中电源模块的电路图；
图3是本实用新型程序的主流程图；
图4是本实用新型检测装置作为协调器工作时数据处理的程序流程图；
图5是本实用新型检测装置作为终端工作时数据处理的程序流程图。
其中：
1 电源模块 2 传感器模块
3 串口通信模块 4 核心控制器模块
5 无线信号发射模块 6 Ⅰ号电源芯片
7 Ⅱ号电源芯片
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型微环境参数检测装置的技术方案。
如图1所示，一种微环境参数检测装置，包括均为PCB板的主板和底板；所述主板上设置核心控制器模块4和无线信号发射模块5；所述底板上设置电源模块1、传感器模块2和串口通信模块3。所述传感器模块2与核心控制器模块4通过I2C总线通信；所述核心控制器模块4通过串口通信模块3实现与标准的RS-232设备间的通信；所述核心控制器模块4与无线信号发射模块5信号连接。
所述电源模块1分别为传感器模块2、串口通信模块3、核心控制器模块4和无线信号发射模块5供电。所述电源模块1包括Ⅰ号电源芯片6和Ⅱ号电源芯片 7；Ⅰ号电源芯片6将电压转换为3.3V，供给主板和底板使用；当传感器模块2包括气体传感器时，Ⅱ号电源芯片7将3.3V电压转换为1.8V，为气体传感器供电。所述传感器模块2的传感器均通过CC2530控制器的I/O口与Ⅱ号电源芯片 7连接进行供电。
电源模块1的具体电路连接方式如图2所示，电池B1正极连接二极管D1，经过开关S1进入Ⅰ号电源芯片6的3脚，电容C2一端接Ⅰ号电源芯片6的3脚一端接地。Ⅰ号电源芯片6的1脚直接接地，Ⅰ号电源芯片6的2脚输出3.3V，并通过电容C1接地。Ⅱ号电源芯片 7的1脚连接3.3V，并通过电容C3接地，Ⅱ号电源芯片 7的2脚直接接地。CC2530控制器IO口通过R1连接Ⅱ号电源芯片 7的3脚，Ⅱ号电源芯片 7的3脚通过R2接地。1.8V直接进入Ⅱ号电源芯片 7的5脚，并通过电容C5接地，Ⅱ号电源芯片 7的4脚通过电容C4接地。
所述传感器模块2包括至少一个传感器，所述传感器支持I2C通信。所述传感器为温湿度传感器、光强度传感器或气体传感器中的任意一种或多种的组合。检测装置可根据实际检测需要进行传感器的选配。所述温湿度传感器的型号为SHT31，实现温湿度的检测；所述光强度传感器的型号为BH1750FVI，实现光照的检测；所述气体传感器的型号为SGP30，实现CO2和VOC气体的检测。可同时接三种传感器也可以自由组合。温湿度传感器和光照传感器采用CC2530控制器的I/O口进行供电，这样可控制传感器的工作状态，降低传感器的功耗。
所述串口通信模块采用SP3232芯片实现核心控制器模块4与标准的RS-232设备间的通信。
所述核心控制器模块4选用TI公司的CC2530芯片，支持ZigBee协议栈（Z-Stack），支持看门狗和多种睡眠模式的低功耗操作；该芯片针对小型化、低功耗优化设计，主要负责ZigBee通信、参数采集、串口通信等。
所述无线信号发射模块5包括型号为CC2591射频前端芯片和采用外接SMA接口的2.4G天线。射频前端芯片可通过软件配置信号发射功率，天线可有效保证检测装置数据传输的实时性与稳定性。
本实用新型检测装置采用电池供电，所述电源模块1、传感器模块2、串口通信模块3、核心控制器模块4和无线信号发射模块5均为低功耗器件。在本实施例中，所述检测装置采用3.7V电池供电。
本实用新型的工作原理及工作过程：
本实用新型检测装置采用电池供电，选用的器件均为低功耗器件，可配置成ZigBee网络中的终端和协调器。
作为终端时主要是完成传感器参数的读取、电池电量读取，并将数据通过ZigBee发送给协调器。
作为协调器时主要是负责ZigBee网络的管理和数据处理，并通过串口将数据发送给监控软件。
本实用新型的工作过程：
如图3所示，本实用新型的程序主流程图，具体步骤如下：
S1：开始
S2：上电初始化。检测装置上电后，进行核心控制器各功能外设的初始化。
S3：判断设备配置类型。判断检测装置的类型配置，若配置为协调器则进入S4，若配置为终端则进入S7。
S4：配置网络信息。作为协调器负责ZigBee网络信息的配置。
S5：等待终端设备入网。
S6：与上位机进行数据传输。
S7：加入无线网络。作为终端扫描ZigBee网络并选择加入。
S8：采集传感器数据。终端根据配置的传感器种类进行传感器数据采集。
S9：将数据传输给协调器。终端将传感器数据传输给协调器。
S10：结束
当检测装置作为协调器工作时数据处理的程序流程图如图4所示，具体步骤如下：
S11：开始
S12：接收上位机发送的指令。协调器与上位机软件间主要是通过串口进行通信。
S13：协调器接收并解析指令。
S14：判断指令类型。上位机与协调器间的通信指令分为两类，一类是读取数据指令，一类是信息设置指令。若是读取数据指令则进入S15，若是信息设置指令则进入S18。
S15：返回数据。协调器根据指令要求返回相应的数据。
S16：上位机接收数据。按既定的数据格式进行解析并校验，并将解析数据的结果发送给协调器。
S17：等待返回确认指令。如果正确收到返回确认指令则完成此次数据读取进入S23，如果未正确收到返回确认指令则返回S15。
S18：协调器将指令无线发送给终端。协调器根据设置指令的要求将数据通过ZigBee的方式发送给终端。
S19：终端接收指令并进行信息设置。
S20：终端向协调器返回确认信息。
S21：协调器向上位机返回确认信息。
S22：上位机根据返回的确认信息进行操作。
S23：结束。
当检测装置作为终端工作时数据处理的程序流程图如图5所示，终端主要完成传感器参数的检测，为了降低功耗采用睡眠机制，定时唤醒进行参数的检测，同时需要接收来自协调器的设置指令，具体步骤如下：
S24：开始。
S25：终端唤醒。终端通过定时的方式进行唤醒。
S26：判断是否有协调器指令。没有的话进入S27，有的话进入S31。
S27：进行传感器参数检测。终端根据配置的传感器种类，逐一的读取传感器检测数据。
S28：数据打包。终端直接将获取的传感器数据按串口协议格式进行数据打包。
S29：向协调器发送检测数据。终端通过ZigBee方式将打包的数据发送给协调器。
S30：进入休眠模式。发送完成后终端进入休眠模式。
S31：终端接收指令并解析。协调器发送给终端的是信息设置指令，一般包括配置的传感器种类、检测阈值、地址等，终端对接收到的协调器指令进行解析。
S32：数据存储。终端将解析的关键数据存储到控制器的EEPROM。
S33：数据读取。终端从控制器的EEPROM读取当前存储的数据。
S34：数据校验。终端将读取出来的数据和接收到的数据进行对比校验。校验成功则进入S35，不成功则进入S36。
S35：终端向协调器返回设置成功信息。
S36：终端向协调器返回设置未成功信息。
S37：结束
本实用新型提供了一种基于无线通信的微环境参数检测装置，是可以用于博物馆展柜中微环境参数检测的无线装置，也可应用于其它展柜、会议场所和温室等微环境参数检测，能够根据现场展柜数量和检测参数的不同快速构建微环境参数检测系统，将环境参数通过无线的方式上传至监控系统。本实用新型检测装置采用主控和底板的分体设计，提高装置的灵活性和维护性；可根据需要配置成ZigBee网络中的终端和协调器，并通过星型网络结构实现数据传输；检测装置体积小、可扩展性强、成本低，能满足不同规模要求的检测系统。
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种微环境参数检测装置，其特征在于：包括主板和底板；所述主板上设置核心控制器模块（4）和无线信号发射模块（5）；所述底板上设置电源模块（1）、传感器模块（2）和串口通信模块（3）；所述电源模块（1）分别为传感器模块（2）、串口通信模块（3）、核心控制器模块（4）和无线信号发射模块（5）供电；所述传感器模块（2）与核心控制器模块（4）通过I2C总线通信；所述核心控制器模块（4）通过串口通信模块（3）实现与标准的RS-232设备间的通信；所述核心控制器模块（4）与无线信号发射模块（5）信号连接。
2.根据权利要求1所述的微环境参数检测装置，其特征在于：所述主板和底板均为PCB板。
3.根据权利要求1所述的微环境参数检测装置，其特征在于：所述传感器模块（2）包括至少一个传感器，所述传感器支持I2C通信。
4.根据权利要求3所述的微环境参数检测装置，其特征在于：所述传感器为温湿度传感器、光强度传感器或气体传感器中的任意一种或多种的组合。
5.根据权利要求4所述的微环境参数检测装置，其特征在于：所述温湿度传感器的型号为SHT31；所述光强度传感器的型号为BH1750FVI；所述气体传感器的型号为SGP30。
6.根据权利要求1所述的微环境参数检测装置，其特征在于：所述核心控制器模块（4）选用TI公司的CC2530芯片，支持ZigBee协议栈，支持看门狗和多种睡眠模式的低功耗操作；所述串口通信模块（3）采用SP3232芯片。
7.根据权利要求1所述的微环境参数检测装置，其特征在于：所述检测装置采用电池供电，所述电源模块（1）、传感器模块（2）、串口通信模块（3）、核心控制器模块（4）和无线信号发射模块（5）均为低功耗器件。
8.根据权利要求1所述的微环境参数检测装置，其特征在于：所述电源模块（1）包括Ⅰ号电源芯片（6）和Ⅱ号电源芯片 （7）；Ⅰ号电源芯片（6）将电压转换为3.3V，供给主板和底板使用；当传感器模块（2）包括气体传感器时，Ⅱ号电源芯片 （7）将3.3V电压转换为1.8V，为气体传感器供电。
9.根据权利要求8所述的微环境参数检测装置，其特征在于：所述传感器模块（2）的传感器均通过CC2530控制器的I/O口与Ⅱ号电源芯片 （7）连接进行供电。
10.根据权利要求1所述的微环境参数检测装置，其特征在于：所述无线信号发射模块（5）包括型号为CC2591射频前端芯片和采用外接SMA接口的2.4G天线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221866165.3U CN217765078U (zh) | 2022-07-18 | 2022-07-18 | 一种微环境参数检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221866165.3U CN217765078U (zh) | 2022-07-18 | 2022-07-18 | 一种微环境参数检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN217765078U true CN217765078U (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=83875954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202221866165.3U Active CN217765078U (zh) | 2022-07-18 | 2022-07-18 | 一种微环境参数检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217765078U (zh) |
-
2022
- 2022-07-18 CN CN202221866165.3U patent/CN217765078U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201589976U (zh) | 一种基于ZigBee技术的智能家居系统 | |
| CA2608803A1 (en) | A guiding-tour system and apparatus | |
| CN201725422U (zh) | 超级数据采集装置 | |
| CN103076784A (zh) | 一种基于无线传感网络和gprs的温室环境监控系统 | |
| CN101275957A (zh) | 无线温湿度智能传感器 | |
| CN111311988A (zh) | 一种基于无线wifi的物联网开发学习系统 | |
| CN104009786A (zh) | 一种基于无线传感网络的粮仓信息中转器 | |
| CN111654836A (zh) | 一种LoRa数据采集器、其通信方法以及升级方法 | |
| CN217765078U (zh) | 一种微环境参数检测装置 | |
| CN202652263U (zh) | 基于无线传感器网络的嵌入式远程医疗监护系统 | |
| CN103809535A (zh) | 基于ZigBee技术的光伏阵列监测装置 | |
| CN202485718U (zh) | 分布式环境温度和湿度监测装置 | |
| CN210895803U (zh) | 一种无线信息采集上传器 | |
| CN117451097A (zh) | 微环境参数检测装置 | |
| KR20040000031A (ko) | 원격검침시스템 | |
| CN105070023A (zh) | 一种集多类型传感器的无线传感网络装置及运行方法 | |
| CN101276403B (zh) | Id标识装置及其标识方法和使用方法 | |
| CN113365330B (zh) | 一种基于NB-IoT的低功耗电子标签及控制方法 | |
| CN110080945A (zh) | 风力发电机系统 | |
| CN114640897A (zh) | 可扩展的模块化人工智能物联网设备及物联网系统 | |
| CN202856996U (zh) | 监测大棚环境的ZigBee无线传感网络系统 | |
| CN103632518B (zh) | Usb无线网络连接设备、车载系统及其唤醒方法 | |
| CN112629581A (zh) | 一种农业大棚温湿度测量系统 | |
| CN207867326U (zh) | 基于若干传感设备进行智能检测的系统 | |
| CN221806996U (zh) | 一种通用型网关接口电路装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |