CN218866344U

CN218866344U - 一种基于无线供电和通讯的传感探测检测系统

Info

Publication number: CN218866344U
Application number: CN202223522564.0U
Authority: CN
Inventors: 沈宁
Original assignee: Zhengzhou Haikong Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Zhengzhou Haikong Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-28
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2032-12-28

Abstract

本实用新型涉及一种基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，其包括集中控制机构和至少一个数据终端机构，所述数据终端机构与集中控制机构通过LORA网络无线通讯连接；所述数据终端机构包括采集端LORA无线通信通讯模块、4‑20mA模拟量输入模块、继电器输出模块、太阳能无线充电模块和电池模块；所述集中控制机构包括主控MCU、控制端LORA无线通信模块、4G无线通信模块、交互按键模块、数码管与发光二极管。本系统将采集端与控制端进行独立机构设计实现一台集中控制装置对多个数据终端机构采集数据的收集、指示、集中处理和控制指令输出，另外通无线供电能够在不具备电网供点的使用环境中传感信号的稳定采集和远程发送。

Description

一种基于无线供电和通讯的传感探测检测系统

技术领域

本实用新型涉及电子控制领域，具体涉及一种基于无线供电和通讯的传感探测检测系统。

背景技术

传感器是以一定精确度把测量得到的数据按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的装置，传感控制则以传感器为核心，通过采集传感器输出的温度、湿度、压力、物位等信号，并根据信号对目标设备进行指令输出的控制方式。现有传感控制器普遍将采集端(作为输入端用于连接传感器)与控制端(作为输出端用于连接主机)集成为一体，使得每个控制器仅能应用于一组传感器-设备的传感控制，且整机需要持续的外源供电。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有传感控制器采集端与控制端一体集成设计所导致的仅能对一组传感器-设备传感进行控制的缺陷，提供一种基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，其将采集端与控制端进行独立机构设计，通过工作于半双工的LORA无线通信进行信号传输，令作为控制端的集中控制机构与多个作为采集端的数据终端机构以主从机的形式构成系统，进而实现一台集中控制装置对多个数据终端机构采集数据的收集、指示、集中处理和控制指令输出，另外通过对各数据终端机构进行太阳能无线供电，在实时监控工况下，能够在不具备电网供点的使用环境中传感信号的稳定采集和远程发送。

本基于无线供电和通讯的传感探测检测系统包括集中控制机构和至少一个数据终端机构，所述数据终端机构与集中控制机构通过LORA网络无线通讯连接；其中，所述数据终端机构包括采集端LORA无线通信通讯模块、4-20mA模拟量输入模块、继电器输出模块、太阳能无线充电模块和电池模块；所述集中控制机构包括主控MCU、控制端LORA无线通信模块、4G无线通信模块、交互按键模块、数码管与发光二极管；所述4-20mA模拟量输入模块输入端连接传感器，4-20mA模拟量输入模块输出端连接采集端LORA无线通信模块，所述太阳能无线充电模块经电池模块为采集端LORA无线通信模块和、继电器输出模块供电；所述控制端LORA无线通信模块、4G无线通信模块与主控MCU串行连接，所述交互按键模块连接在主控MCU的信号输入端，所述数码管与发光二极管连接在主控MCU的输出端管脚。

具体的，所述主控MCU采用ARM Cortex-M4内核单片机。

具体的，所述控制端LORA无线通信模块通过1-5脚的MISO、MOSI、SCK、NSS、REST功能脚依次与主控MCU的PB5-PB9管脚连接；所述4G无线通信模块通过4-8脚的PWREN、MPK、MRST、MRXD、MTXD功能脚依次与主控MCU的PA2、PA0、PA1、PC13、PH2管脚连接。

具体的，所述交互按键模块与主控MCU的PC14、PC15、PHO管脚连接，所述数码管与发光二极管主控MCU的SCL、SDA功能脚与主控模块U13的PA10-PA12管脚连接。

进一步的，所述集中控制机构还包括两路直连模拟量信号输入电路P7、P8，所述直连模拟量信号输入电路P7、P8分别与主控MCU的输入端管脚PA3、PA5连接。

进一步的，所述集中控制机构还包括程序下载接口模块J4和电源电路，所述程序下载接口模块J4的3、4脚分别连接主控MCU的PA13、PA14管脚；所述电源电路与主控MCU的VCC、VSS管脚，以及VCAP1调压管脚、NRST复位管脚连接。

本实用新型一种基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，克服了现有传感控制器采集端与控制端一体集成设计所导致的仅能对一组传感器-设备传感进行控制的缺陷，其将采集端与控制端进行独立机构设计，通过工作于半双工的LORA无线通信进行信号传输，令作为控制端的集中控制机构与多个作为采集端的数据终端机构以主从机的形式构成系统，进而实现一台集中控制装置对多个数据终端机构采集数据的收集、指示、集中处理和控制指令输出，另外通过对各数据终端机构进行太阳能无线供电，在实时监控工况下，能够在不具备电网供点的使用环境中传感信号的稳定采集和远程发送。

附图说明

下面结合附图对本实用新型一种基于无线供电和通讯的传感探测检测系统作进一步说明：

图1是本基于无线供电和通讯的传感探测检测系统的逻辑结构连接线框图；

图2是本基于无线供电和通讯所述集中控制机构中的局部电路图(包括：主控MCU、控制端LORA无线通信模块、4G无线通信模块，以及直连模拟量信号输入电路、程序下载接口模块、电源模块)。

图中：

1-集中控制机构、2-数据终端机构。

具体实施方式

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下用具体实施例对本实用新型技术方案做进一步描述，但本实用新型的保护范围不限制于下列实施例。

实施方式1：如图1、2所示，本基于无线供电和通讯的传感探测检测系统包括集中控制机构1和至少一个数据终端机构2，所述数据终端机构2与集中控制机构1通过LORA网络无线通讯连接；其中，所述数据终端机构2包括采集端LORA无线通信通讯模块、4-20mA模拟量输入模块、继电器输出模块、太阳能无线充电模块和电池模块；所述集中控制机构1包括主控MCU、控制端LORA无线通信模块、4G无线通信模块、交互按键模块、数码管与发光二极管；所述4-20mA模拟量输入模块输入端连接传感器，4-20mA模拟量输入模块输出端连接采集端LORA无线通信模块，所述太阳能无线充电模块经电池模块为采集端LORA无线通信模块和、继电器输出模块供电；所述控制端LORA无线通信模块、4G无线通信模块与主控MCU串行连接，所述交互按键模块连接在主控MCU的信号输入端，所述数码管与发光二极管连接在主控MCU的输出端管脚。

实施方式2：本基于无线供电和通讯的传感探测检测系统所述主控MCU采用ARMCortex-M4内核单片机。所述控制端LORA无线通信模块通过1-5脚的MISO、MOSI、SCK、NSS、REST功能脚依次与主控MCU的PB5-PB9管脚连接；所述4G无线通信模块通过4-8脚的PWREN、MPK、MRST、MRXD、MTXD功能脚依次与主控MCU的PA2、PA0、PA1、PC13、PH2管脚连接。所述交互按键模块与主控MCU的PC14、PC15、PHO管脚连接，所述数码管与发光二极管主控MCU的SCL、SDA功能脚与主控模块U13的PA10-PA12管脚连接。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。

实施方式3：本基于无线供电和通讯的传感探测检测系统所述集中控制机构1还包括两路直连模拟量信号输入电路P7、P8，所述直连模拟量信号输入电路P7、P8分别与主控MCU的输入端管脚PA3、PA5连接。所述集中控制机构1还包括程序下载接口模块J4和电源电路，所述程序下载接口模块J4的3、4脚分别连接主控MCU的PA13、PA14管脚；所述电源电路与主控MCU的VCC、VSS管脚，以及VCAP1调压管脚、NRST复位管脚连接。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。

运行时：数据终端机构的4-20mA模拟量输入模块采集传感信号后，通过数据端LORA无线通信模块向集中控制机构持续发送，集中控制机构将收到的信号通过数码管和发光二极管方式指示出来，同时主控MCU将根据多台数据终端机构的数据通过算法逻辑进行处理后，通过LORA无线通信模块向指定的数据终端机构发送继电器执行指令，令其驱动自身的继电器输出模块做出响应。

本基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，克服了现有传感控制器采集端与控制端一体集成设计所导致的仅能对一组传感器-设备传感进行控制的缺陷，其将采集端与控制端进行独立机构设计，通过工作于半双工的LORA无线通信进行信号传输，令作为控制端的集中控制机构与多个作为采集端的数据终端机构以主从机的形式构成系统，进而实现一台集中控制装置对多个数据终端机构采集数据的收集、指示、集中处理和控制指令输出，另外通过对各数据终端机构进行太阳能无线供电，在实时监控工况下，能够在不具备电网供点的使用环境中传感信号的稳定采集和远程发送。

以上描述显示了本实用新型的主要特征、基本原理，以及本实用新型的优点。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节，且在不背离本实用新型的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本实用新型的范围由所附权利要求而非上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，其特征是：包括集中控制机构(1)和至少一个数据终端机构(2)，所述数据终端机构(2)与集中控制机构(1)通过LORA网络无线通讯连接；其中，

所述数据终端机构(2)包括采集端LORA无线通信通讯模块、4-20mA模拟量输入模块、继电器输出模块、太阳能无线充电模块和电池模块；所述集中控制机构(1)包括主控MCU、控制端LORA无线通信模块、4G无线通信模块、交互按键模块、数码管与发光二极管；

所述4-20mA模拟量输入模块输入端连接传感器，4-20mA模拟量输入模块输出端连接采集端LORA无线通信模块，所述太阳能无线充电模块经电池模块为采集端LORA无线通信模块和、继电器输出模块供电；所述控制端LORA无线通信模块、4G无线通信模块与主控MCU串行连接，所述交互按键模块连接在主控MCU的信号输入端，所述数码管与发光二极管连接在主控MCU的输出端管脚。

2.根据权利要求1所述的基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，其特征是：所述主控MCU采用ARM Cortex-M4内核单片机。

3.根据权利要求1所述的基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，其特征是：所述控制端LORA无线通信模块通过1-5脚的MISO、MOSI、SCK、NSS、REST功能脚依次与主控MCU的PB5-PB9管脚连接；所述4G无线通信模块通过4-8脚的PWREN、MPK、MRST、MRXD、MTXD功能脚依次与主控MCU的PA2、PA0、PA1、PC13、PH2管脚连接。

4.根据权利要求3所述的基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，其特征是：所述交互按键模块与主控MCU的PC14、PC15、PHO管脚连接，所述数码管与发光二极管主控MCU的SCL、SDA功能脚与主控模块U13的PA10-PA12管脚连接。

5.根据权利要求4所述的基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，其特征是：所述集中控制机构(1)还包括两路直连模拟量信号输入电路P7、P8，所述直连模拟量信号输入电路P7、P8分别与主控MCU的输入端管脚PA3、PA5连接。

6.根据权利要求5所述的基于无线供电和通讯的传感探测检测系统，其特征是：所述集中控制机构(1)还包括程序下载接口模块J4和电源电路，所述程序下载接口模块J4的3、4脚分别连接主控MCU的PA13、PA14管脚；所述电源电路与主控MCU的VCC、VSS管脚，以及VCAP1调压管脚、NRST复位管脚连接。