CN219301687U - 多功能传感器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多功能传感器。所述多功能传感器包括：单片机，所述单片机一端与多个传感器电连接，另一端与通信接口电连接；所述多个传感器包括烟雾检测传感器、温湿度传感器和震动检测传感器，其中，所述震动检测传感器包括第一震动检测传感器与第二震动检测传感器，所述第一震动检测传感器与所述第二震动检测传感器的检测方向在同一水平方向上相互垂直。采用本多功能传感器能够实现对环境的监测，并且多功能传感器内部集成了多种类型的传感器，简化了环境布线，降低了监控系统的安装难度。

Description

多功能传感器

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，特别是涉及一种多功能传感器。

背景技术

现在的机房基站中存在多种大型设备，大型设备运行对机房基站的环境要求严格。因此，为了满足大型设备运行时的环境要求，机房基站的监测系统需要对机房基站的环境进行监测。

目前，机房基站的监测系统需要包括多种不同类型的传感器和上位机。通过多种不同类型的传感器对机房的环境进行监测，并获取环境数据，通过实线传输给上位机。

然而，目前针对的机房基站的环境监测系统，多种不同类型的传感器安装位置不同，造成监测系统布线复杂，安装实施难度较高。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种多功能传感器。

第一方面，本申请提供了一种多功能传感器，包括：

单片机，所述单片机一端与多个传感器电连接，另一端与通信接口电连接；

所述多个传感器包括烟雾检测传感器、温湿度传感器和震动检测传感器，其中，所述震动检测传感器包括第一震动检测传感器与第二震动检测传感器，所述第一震动检测传感器与所述第二震动检测传感器的检测方向在同一水平方向上相互垂直。

在其中一个实施例中，所述单片机为20引脚的闪存单片机。

在其中一个实施例中，所述烟雾检测传感器上设置有检测单元和转换单元，所述检测单元和所述转换单元电连接；所述转换单元和所述单片机中的第3引脚电连接。

在其中一个实施例中，所述温湿度传感器与所述单片机的第9引脚、第10引脚电连接。

在其中一个实施例中，所述第一震动检测传感器水平设置于印制电路板上，且与所述单片机的第12引脚电连接。

在其中一个实施例中，所述第二震动检测传感器垂直设置于印制电路板上，且与所述单片机的第11引脚电连接。

在其中一个实施例中，所述通信接口包括SP3485IC芯片U4，所述SP3485IC芯片U4含有8个引脚，所述SP3485IC芯片U4的第1引脚与所述单片机的第5引脚电连接，所述SP3485IC芯片U4的第4引脚与所述单片机的第6引脚电连接；所述SP3485IC芯片U4的第2引脚和第3引脚与所述单片机的第7引脚电连接。

在其中一个实施例中，所述单片机设置有数字信号转换单元和低通滤波处理单元，所述数字信号转换单元和所述低通滤波处理单元通信连接。

在其中一个实施例中，所述多功能传感器还包括：电源，所述电源和所述单片机的第1引脚电连接。

在其中一个实施例中，所述多功能传感器还包括：外壳，所述外壳上设置有硬件接口；所述多个传感器、所述单片机和所述通信接口固定设置于所述外壳内，且所述通信接口与所述外壳的硬件接口对齐。

上述多功能传感器包括：单片机，所述单片机一端与多个传感器电连接，另一端与通信接口电连接；所述多个传感器包括烟雾检测传感器、温湿度传感器和震动检测传感器，其中，所述震动检测传感器包括第一震动检测传感器与第二震动检测传感器，所述第一震动检测传感器与所述第二震动检测传感器的检测方向在同一水平方向上相互垂直。采用本多功能传感器，可以实现对环境的监测，并且多功能传感器内部集成了多种类型的传感器，简化了环境布线，降低了监控系统的安装难度。

附图说明

图1为一个实施例中多功能传感器的应用环境图；

图2为一个实施例中多功能传感器的结构示意图；

图3为一个实施例中单片机的结构示意图；

图4为一个实施例中烟雾检测传感器的结构示意图；

图5为一个实施例中温湿度传感器的结构示意图；

图6为一个实施例中第一震动检测传感器的结构示意图；

图7为一个实施例中第二震动检测传感器的结构示意图；

图8为一个实施例中通信接口的结构示意图；

图9为一个实施例中电源的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

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讨论。

本实用新型实施例可以应用于计算机系统/服务器，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与计算机系统/服务器一起使用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。

计算机系统/服务器可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。

本实用新型实施例提供了一种多功能传感器110，可以应用于如图1所示的机房基站的监测系统100。在机房基站的监测系统中100，包括：多功能传感器110和上位机120。其中，上位机120与多功能传感器110通信连接，上位机110中包含有单片机软件，单片机软件用于解析多功能传感器获取的数据和设置多功能传感器110的参数。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种多功能传感器110，以该多功能传感器110应用于图1中的机房基站的监测系统100中，该多功能传感器110，包括：单片机210、通信接口220以及多个传感器240，其中，单片机210的一端与多个传感器240电连接，另一端与通信接口220电连接；多个传感器240，包括烟雾检测传感器310、温湿度传感器320和震动检测传感器330，其中，震动检测传感器330包括第一震动检测传感器410与第二震动检测传感器420，第一震动检测传感器410与第二震动检测传感器420的检测方向在同一水平方向上相互垂直。

在实施中，多功能传感器110包括单片机210、通信接口220和多个传感器240。单片机210用于接收多个传感器240采集的数据，并对多个传感器240采集的数据进行数据处理，将处理后的数据传输至通信接口220。通信接口220与上位机120通信连接，用于传输通过单片机210数据处理后的数据至上位机120。多个传感器240包括烟雾检测传感器310，温湿度传感器320和震动检测传感器330。烟雾检测传感器310可以但不限于为数字烟雾检测传感器、开关量烟雾检测传感器，用于检测机房基站的烟雾情况，并输出烟雾信号。温湿度传感器320，用于检测机房基站的温度和湿度，并输出温湿度信号。震动检测传感器330用于检测机房基站的震动情况，并输出震动信号。其中，震动检测传感器330包括第一震动检测传感器410与第二震动检测传感器420。第一震动检测传感器410与第二震动检测传感器420的检测方向在同一水平方向上相互垂直。

可选的，震动检测传感器330还可以包括三个震动传感检测器或者多个震动检测传感器，若震动检测传感器330包含三个震动检测传感器，该三个震动检测传感器的检测方向在同一水平方向上形成等边三角形。采用三个震动检测传感器，扩大了震动检测传感器330的检测范围，提高了震动检测传感器330检测的颗粒度。本申请实施例在此对震动检测传感器330包含的震动检测传感器的数目不做限定。

可选的，通信连接采用RS485总线、RS232总线，也可以采用其他总线，本申请实施例在此对通信连接的具体实施方式不做限定。

上述多功能传感器110包括：单片机210，单片机210一端与多个传感器240电连接，另一端与通信接口220电连接；多个传感器240包括烟雾检测传感器310、温湿度传感器320和震动检测传感器330，其中，震动检测传感器330包括第一震动检测传感器410与第二震动检测传感器420，第一震动检测传感器410与第二震动检测传感器420的检测方向在同一水平方向上相互垂直。采用本多功能传感器，可以实现对机房基站的环境的监测，并且多功能传感器内部集成了多种类型的传感器，简化了环境布线，降低了监控系统的安装难度。

可选的，在一个实施例中，多功能传感器110还包括多个LED(Light-EmittingDiode，发光二极管)灯。LED灯用于提示多功能传感器110的故障情况、电源情况以及异常情况的报警等。LED灯的数量可以为4个，也可以为4个以上。本申请实施例在此对LED灯的数量不做限定。当LED灯的数量为4个时，多个LED灯与单片机210的第13、14、15和16引脚电连接。

在一个实施例中，如图3所示，单片机210可以为20引脚的闪存单片机。

在实施中，单片机210可以为20引脚的闪存单片机。例如，单片机210可以采用PIC16f1829设计。单片机210包含8位CPU(Central Processing Unit，中央处理器)内核。该CPU有49条指令。该CPU含有中断模块，该中断模块用于实现自动上下文保存功能。该CPU的堆栈深度为16层，且该CPU的堆栈实现了上溢复位和下溢复位的功能。该CPU还含有一个15位的程序计数器，用于寻址32k x 14程序存储空间。单片机210包含微控制器，该微控制器含有直接，间接和相对寻址模式。单片机210还包含两个文件选择寄存器(Feedback ShiftRegister，FSR)，用于读取程序和储存数据。

可选的，单机片210引脚数可以为20，也可以为22，单片机210引脚数量至少为20，当单片机210的引脚数量为20以上时，本申请实施例在此对单片机210的引脚数量不做限定。

在一个实施例中，如图4所示，烟雾检测传感器310上设置有检测单元311和转换单元312。其中，检测单元311和转换单元312电连接。转换单元312和单片机210中的第3引脚电连接。

在实施中，烟雾检测传感器310由电源供电。烟雾检测传感器310含有检测单元311和转换单元312。如图4所示，检测单元311可以为光学迷宫U2。转换单元312可以为三极管Q1，且该转换单元312含有三个引脚。检测单元311和转换单元312的第1引脚和第2引脚电连接。转换单元312的第3引脚和单片机210中的第3引脚电连接。

当检测单元检测到烟雾颗粒输出微弱的烟雾电流信号至转换单元312的第1引脚。然后，转换单元312对微弱的烟雾电流信号进行放大处理，并将对放大后的烟雾电流信号进行转换处理，得到烟雾电压信号。转换单元312通过转换单元312的第3引脚将烟雾电压信号输出单片机210的第3引脚。

本实施例中，通过在烟雾检测传感器中设置检测单元和转换单元，并且检测单元和转换单元和电连接，提高了烟雾电流信号的检测精确度。

在一个实施例中，如图5所示，温湿度传感器320与单片机210的第9引脚、第10引脚电连接。

在实施中，如图5所示，温湿度传感器320可以为瑞士SHT20传感器P1。温湿度传感器320含有4个引脚。温湿度传感器320的第2引脚与单片机210的第9引脚电连接。温湿度传感器320的第3引脚与单片机210的第10引脚电连接。温湿度传感器320用于检测机房基站的温度和湿度。当温湿度传感器320检测机房基站的温度、湿度后，通过温湿度传感器320的第2、第3引脚输出温湿度信号至单片机的第9、第10引脚。

在一个实施例中，如图6所示，第一震动检测传感器410水平设置于印制电路板上，且与单片机210的第12引脚电连接。

在实施中，第一震动检测传感器410和电源电连接，且第一震动检测传感器410由电源供电。第一震动检测传感器410水平设置与印制电路板上。例如，如图7所示，第一震动检测传感器410可以为SW-520D震动检测传感器S1。第一震动检测传感器410通过实线ZD1与单片机210的第12引脚电连接。第一震动检测传感器410用于检测水平方向对应的机房基站的震动情况。当第一震动检测传感器410检测到震动时，通过实线ZD1输出震动信号到单片机210的第12引脚。

在一个实施例中，如图6所示，第二震动检测传感器420垂直设置于印制电路板上，且与单片机的第11引脚电连接。

在实施中，第二震动检测传感器420和电源电连接，且第二震动检测传感器420由电源供电。第二震动检测传感器420垂直设置与印制电路板上。例如，如图7所示，第二震动检测传感器420可以为SW-520D震动检测传感器S2。第二震动检测传感器420通过实线ZD2与单片机210的第11引脚电连接。第二震动检测传感器420用于检测垂直方向对应的机房基站的震动情况。当第二震动检测传感器420检测到震动时，通过实线ZD2输出震动信号到单片机210的第11引脚。

本实施例中，通过将第二震动检测传感器420垂直设置于印制电路板上，并与水平设置于印制电路板的第一震动检测传感器410结合，扩大了震动检测传感器的检测范围。

在一个实施例中，如图8所示，通信接口220可包括SP3485IC芯片U4，SP3485IC芯片U4可以包含8个引脚，SP3485IC芯片U4的第1引脚与单片机210的第5引脚电连接，SP3485IC芯片U4的第4引脚与单片机210的第6引脚电连接；SP3485IC芯片U4的第2引脚和第3引脚与单片机210的第7引脚电连接。

在实施中，通信接口220为异步串行通信接口，通信接口220包括SP3485IC芯片U4。该通信接口220由与电源电连接。SP3485IC芯片U4含有8个引脚SP3485IC芯片U4的第1引脚与单片机210的第5引脚电连接，用于传输单片机210输出的数据信号。SP3485IC芯片U4的第4引脚与单片机210的第6引脚电连接，用于传输上位机120输出的数据信号。SP3485IC芯片U4的第2引脚和第3引脚与单片机210的第7引脚电连接，用于控制数据信号的传输方向。

可选的，通信接口220和上位机120通信连接，上位机120中含有单片机软件和显示装置。通信接口220用于传输多个传感器240采集的数据至上位机120。上位机120通过单片机软件解析多个传感器240采集的数据，并通过显示装置进行显示，提高了监测系统的数据的可读性。

本实施例中，通过对通信接口220的引脚的合理布局，减小了多功能传感器110的体积，减小了监控系统布线的长度。

在一个实施例中，单片机210设置有数字信号转换单元211和低通滤波处理单元212。

在实施中，单片机210中设置有数字信号转换单元211和低通滤波处理单元212。数字信号转换单元211用于将烟雾检测传感器310输出的烟雾电压信号转换为烟雾数字信号。低通滤波处理单元212用于将烟雾数字信号进行低通滤波处理，得到稳定的烟雾数字信号。

可选的，在单片机210不包含数字信号转换单元211的情况下，烟雾检测传感器310为数字烟雾检测传感器，温湿度传感器320为数字温湿度传感器，震动检测传感器330为数字震动检测传感器。在多功能传感器的外壳上设置有电子显示屏，用于实时显示数字烟雾检测传感器、数字温湿度传感器、数字震动检测传感器获取的数据。

本实施例中，通过在单片机210中设置低通滤波处理单元212，对烟雾数字信号进行低通滤波处理，提高了烟雾电流信号的准确性。通过在单片机210中设置数字信号转换单元211，对信号进行数字化处理，得到数字化信号，提高了信号的可视性。

在一个实施例中，如图9所示，多功能传感器110还包括：电源230，电源230和单片机210的第1引脚电连接。

在实施中，多功能传感器110还包括电源230。电源230包括LDO(Low DropoutRegulator，低压差线性稳压器)降压电路。该LDO降压电路包含开关直流电源降压转换器。开关直流电源降压转换器用于将输入的12V(Volt，伏特)电压降压为3.3V电压。如图9所示，12V电压由vin信号输入，经D5至开关直流电源降压转换器U6的5脚输入，再由开关直流电源降压转换器U6的6脚输出3.3V电压。

可选的，电源传感器230可以包括移动电源和固定电源，因电源230封装在多功能传感器110内，使得多功能传感器能够灵活移动，监测系统可以包括一个或多个多功能传感器。本申请实施例在此对监测系统内的传感器数量不做限定。

在一个实施例中，多功能传感器还包括：外壳240，多个传感器240、单片机210和通信接口220固定设置于外壳240内；通信接口220与外壳240的硬件接口对齐。

在实施中，多功能传感器110还包括外壳240。传感器、单片机210和通信接口220固定设置与印制电路板上。印制电路版固定于外壳240内。通信接口220与外壳240的硬件接口对齐。外壳240的硬件接口用于与实现连接，并与上位机进行通信。

可选的，外壳形状可以为矩形、正方形、圆形等，具体可以基于实际需求进行设置，本申请实施例中在此对外壳的形状不做限定。

可选的，外壳的材料可以塑料，也可以为其他材料，具体可以基于实际需求进行设置，本申请实施例中在此对外壳的材料不做限定。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

可能以许多方式来实现本实用新型的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本实用新型的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本实用新型的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本实用新型实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本实用新型的方法的机器可读指令。因而，本实用新型还覆盖存储用于执行根据本实用新型的方法的程序的记录介质。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种多功能传感器，其特征在于，所述多功能传感器，包括：

单片机，所述单片机一端与多个传感器电连接，另一端与通信接口电连接；

所述多个传感器包括烟雾检测传感器、温湿度传感器和震动检测传感器，其中，所述震动检测传感器包括第一震动检测传感器与第二震动检测传感器，所述第一震动检测传感器与所述第二震动检测传感器的检测方向在同一水平方向上相互垂直。

2.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述单片机为20引脚的闪存单片机。

3.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述烟雾检测传感器上设置有检测单元和转换单元，所述检测单元和所述转换单元电连接；所述转换单元和所述单片机中的第3引脚电连接。

4.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述温湿度传感器与所述单片机的第9引脚、第10引脚电连接。

5.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述第一震动检测传感器水平设置于印制电路板上，且与所述单片机的第12引脚电连接。

6.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述第二震动检测传感器垂直设置于印制电路板上，且与所述单片机的第11引脚电连接。

7.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述通信接口包括SP3485IC芯片U4，所述SP3485IC芯片U4含有8个引脚，所述SP3485IC芯片U4的第1引脚与所述单片机的第5引脚电连接，所述SP3485IC芯片U4的第4引脚与所述单片机的第6引脚电连接；所述SP3485IC芯片U4的第2引脚和第3引脚与所述单片机的第7引脚电连接。

8.根据权利要求2所述的多功能传感器，其特征在于，所述单片机设置有数字信号转换单元和低通滤波处理单元，所述数字信号转换单元和所述低通滤波处理单元通信连接。

9.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述多功能传感器还包括：

电源，所述电源和所述单片机的第1引脚电连接。

10.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述多功能传感器还包括：

外壳，所述外壳上设置有硬件接口；所述多个传感器、所述单片机和所述通信接口固定设置于所述外壳内，且所述通信接口与所述外壳的硬件接口对齐。

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