CN220206736U - 一种温湿度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温湿度传感器，涉及冷链物流技术领域。包括：第一获取模块，第二获取模块，第一通信模块，其集成设有定位模块和LTE CAT‑1模块，LTE CAT‑1模块与云平台电连接，主控芯片模块，其集成设有第二通信模块，主控芯片模块分别与第一获取模块、第二获取模块和第一通信模块电连接，用于对获取的冷链货品的环境温湿度信息、碰撞跌落信息及运动轨迹信息通过LTE CAT‑1模块远程发送至云平台，或通过第二通信模块发送至手持终端。该方法可自动连接附近的现有的4G基站并与云平台进行连接，或通过第二通信模块方式与外部终端连接，整个采集过程更加精确、全面、安全。

Description

一种温湿度传感器

技术领域

本实用新型涉及冷链物流技术领域，更具体的涉及一种温湿度传感器。

背景技术

现今各种物流、快递等末端配送，医疗用品、冷饮冻食、海产生鲜等已经进入高需求阶段。冷链产品的保存时间短，如果是进行长距离的运输，但没有良好的储存条件，在运输完成后，将会产生大量的损耗，进而影响企业成本。利用构建起来的冷链物流体系，再配合配送管理系统，就可在储存产品的基础上，减少损耗率。对长距离的安全低温配送监测已是配送管理系统不可或缺的功能之一，而对长距离的安全低温配送监测离不开冷链温湿度传感器。

目前市场上现有的冷链温湿度传感器普遍具有通讯方式落后，体积大，功耗高，续航时间短，使用范围窄，功能单一，使用复杂麻烦，数据无法直接智能化上传的缺陷，无法对冷链物品全球定位，货物所有者无法直接对货物进行智能化远程管理控制。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种温湿度传感器，所述温湿度传感器包括：

插设于主机上的第一获取模块及设于主机上的第二获取模块，第一通信模块、主控芯片模块；

第一获取模块，用于获取冷链货品的环境温湿度信息；

第二获取模块，用于获取冷链货品的碰撞跌落信息；

第一通信模块，其集成设有定位模块和LTE CAT-1模块，LTE CAT-1模块与云平台电连接，定位模块用于获取冷链货品的运动轨迹信息；

主控芯片模块，其集成设有第二通信模块，主控芯片模块分别与第一获取模块、第二获取模块和第一通信模块电连接，用于对获取的冷链货品的环境温湿度信息、碰撞跌落信息及运动轨迹信息通过LTE CAT-1模块远程发送至云平台，或通过第二通信模块发送至手持终端。

优选地，主机包括：

矩形壳体，矩形壳体的顶面设有电子纸屏，电子纸屏与主控芯片模块通过串行外围设备接口连接，用于显示环境温湿度信息、碰撞跌落信息及超出预设值湿度报警信息和碰撞跌落报警信息；

按键，设于与矩形壳体顶面邻接的第一侧面上，按键与主控芯片模块通过IO口连接；

充电口、第一获取模块插入接口及卡槽，设于与矩形壳体顶面邻接且与第一侧面邻接的第二侧面上，第一获取模块插入接口内插设有第一获取模块，第一获取模块与主控芯片模块通过I2C总线连接；

第一天线和第二天线，设于矩形壳体的第二侧面中部，分别与第一通信模块和定位模块电连接；及

指示灯，设于与第二侧面相对的矩形壳体的第三侧面上。

优选地，矩形壳体内部设有存储器，与主控芯片模块通过串行外围设备接口连接；

蜂鸣器，与主控芯片模块电连接；及

供电装置，用于对主机供电。

优选地，主控芯片模块还用于对超出预设值的冷链货品的环境温湿度信息、碰撞跌落信息及运动轨迹信息通过蜂鸣器报警，或通过云平台报警。

优选地，主控芯片模块还用于接收云平台确定的信息采样和信息上报间隔，唤醒间隔及报警阈值。

优选地，定位模块包括全球导航卫星系统模块，用于冷链货品的全球定位，并且根据各卫星系统的信号强度选择最优卫星。

优选地，第一获取模块包括温湿度传感器探头，温湿度传感器探头包括集成IC温湿度传感器和滤波电容，温湿度传感器探头与主机通过可拔插接口和电子线连接。

优选地，第二获取模块包括加速度传感器，通过I2C总线与主控芯片模块电连接。

优选地，主控芯片模块用于向温湿度传感器探头、全球导航卫星系统模块、加速度传感器发送唤醒间隔和信息采样及信息上报间隔，向蜂鸣器发送报警阈值。

优选地，第二通信模块包括2.4G蓝牙模块。

本实用新型实施例提供一种温湿度传感器，与现有技术相比，其有益效果如下：

本实用新型提供一种智能化低功耗冷链温湿度传感器，长距离通讯的特点，可在全球范围内使用。在冷链物流的运输和装卸途中，通过第一获取模块，第二获取模块和定位模块采集并记录货品所处的环境温湿度，全球范围内的运动轨迹，及是否受到过碰撞等信息，通过使用CAT-1通讯方式，可自动连接附近的现有的4G基站并与云平台进行连接，或通过第二通信模块方式与外部终端连接，整个采集过程更加精确、全面、安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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的介绍。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，还能够根据这些附图获得其它附图。

图1为本实用新型提供的一种温湿度传感器的模块图；

图2为本实用新型提供的一种温湿度传感器的立体图；

图3为本实用新型提供的一种温湿度传感器的各模块连接关系图。

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的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。

本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

现有技术通讯方式落后，使用范围窄，无法在全球范围内的长距离物流运输中使用，使用复杂麻烦，数据无法直接智能化上传云端，货物所有者无法直接无缝的对货物进行智能化远程管理控制。无法支持多种定位系统实现最优化的全球定位。通过采用433MHz天线进行通信，由于433MHz通讯的天线尺寸很大，极大的增加了产品的体积。433MHz网络中一般采用数据透明传输协议，因此其网络安全可靠性也很差，很容易被攻击破译。采用433MHz或WIFI通讯方式，这两种方式功耗都很高，严重缩短续航时间，通讯距离却很小，只有十几米，而且需要在这十几米范围内搭建433MHz网关、wifi网关通讯平台或者运输人员的手机作为通讯中介等，更换物流人员或者更换物流方式时又需要重新进行搭建，十分麻烦。并且货物所有者，不能实现对货物的直接实时监控。为解决上述问题，本实用新型提供一种温湿度传感器。

图1为本实用新型提供的一种温湿度传感器的模块图。

如图1所示，传感器包括：

插设于主机1上的第一获取模块及设于主机1上的第二获取模块、第一通信模块和主控芯片模块；

第一获取模块，用于获取冷链货品的环境温湿度信息；

第二获取模块，用于获取冷链货品的碰撞跌落信息；

第一通信模块，其集成设有定位模块和4G LTE CAT-1模块，4G LTE CAT-1模块与云平台电连接，定位模块用于获取冷链货品的运动轨迹信息；

主控芯片模块，其集成设有第二通信模块，主控芯片模块分别与第一获取模块、第二获取模块和第一通信模块电连接，用于对获取的冷链货品的环境温湿度信息、碰撞跌落信息及运动轨迹信息通过4G LTE CAT-1模块远程发送至云平台，或通过第二通信模块发送至手持终端。

具体的，第一通信模块采用LTE模块103，LTE模块103具备4G LTE CAT-1通讯的功能同时集成全球导航卫星系统定位功能，无需另外添加定位模块，产品尺寸可以做的更小。通过LTE模块103的4G LTE CAT-1功能，实现产品和云平台的连接通讯，同时具有低功耗特性；采用4G LTE CAT-1通讯，功耗小，通讯距离范远，无需通过运输人员搭建433MHz网关、wifi网关或者运输人员的手机作为通讯中介等通讯平台，可跳过中间的运输管理者，产品可自动连接附近的现有的4G基站并与云平台113进行通讯，货物所有者可直接对货物进行实时监控。CAT-1本身就承载在4G LTE网络上，无需额外的基站铺设成本，因此Cat-1在全球运营商中被广泛采用,有4G信号的地方就能用Cat-1，安全方便，使用范围广。

主控芯片模块采用低功耗蓝牙MCU控制电路。

通过对第一获取模块获取的冷链货品的环境温湿度信息、第二获取模块获取的碰撞跌落信息及定位模块获取的冷链货品的运动轨迹信息，使用4G LTE CAT-1技术远程发送至云平台113，实现数据智能化直接传输到云平台113，货物所有者根据云平台113传输的数据信息，直接无缝的对货物进行智能化远程管理控制。当在4G LTE CAT-1信号不好的地方，产品也可通过低功耗蓝牙方式与外部手机端app进行连接通讯控制。

综上，本实用新型提供一种智能化低功耗冷链温湿度传感器，长距离通讯的特点，可在全球范围内使用。在冷链物流的运输和装卸途中，通过第一获取模块，第二获取模块和定位模块采集并记录货品所处的环境温湿度，全球范围内的运动轨迹，及是否受到过碰撞等信息，通过使用4G LTE CAT-1通讯方式，可自动连接附近的现有的4G基站并与云平台113进行连接，或通过第二通信模块方式与外部终端连接，货物所有者可直接对货物进行智能化远程管理控制。整个采集过程更加精确、全面、安全。

在一种可能的实施方式中，主机1包括：

矩形壳体，矩形壳体的顶面设有电子纸屏105，电子纸屏105与主控芯片模块通过串行外围设备接口连接，用于显示环境温湿度信息、碰撞跌落信息及超出预设值湿度报警信息和碰撞跌落报警信息；

按键114，设于与矩形壳体顶面邻接的第一侧面上，按键114与主控芯片模块通过IO口连接；

充电口、第一获取模块插入接口及卡槽，设于与矩形壳体顶面邻接且与第一侧面邻接的第二侧面上，第一获取模块插入接口内插设有第一获取模块，第一获取模块与主控芯片模块通过I2C总线连接；

第一天线和第二天线，设于矩形壳体的第二侧面中部，分别与第一通信模块和定位模块电连接；及

指示灯，设于与第二侧面相对的矩形壳体的第三侧面上。

在本实用新型提供的一种实施例中，采用电子纸屏105，具有低功耗特性，可实现断电显示，通过SPI通讯方式与低功耗蓝牙MCU控制电路102通讯，有信息更新时可进行局部刷屏更新信息，可以用于温湿度、网络信号强度、温度报警、碰撞报警信息显示，第一天线和第二天线分别为LTE天线112和GNSS天线111；

按键114通过一个IO口与低功耗蓝牙MCU控制电路102进行连接，可以用于开关机，报警声关闭；

充电口为USB接口115，其与供电装置电连接，供电装置另一端与低功耗蓝牙MCU控制电路102电连接；

指示灯为RGB指示灯107，RGB指示灯107可以显示不同的颜色，用于充电状态指示，2.4G工作状态指示，LTE模块103工作状态指示，报警指示、低电量指示。

图2为本实用新型提供的一种温湿度传感器的立体图。

如图2所示，传感器的顶面设有电子纸屏105，传感器的左边侧面设有按键114，前边侧面设有USB接口115，SIM卡109槽，传感器接口及天线。

在一种可能的实施方式中，矩形壳体内部设有存储器，与主控芯片模块通过串行外围设备接口连接；

蜂鸣器106与主控芯片模块电连接；及

供电装置，用于对主机1供电。

在本实用新型提供的一种实施例中，存储器104通过SPI通讯方式与低功耗蓝牙MCU控制电路102通讯，用于存储传感器采集到的数据信息和定位模块的数据信息；

蜂鸣器106为压电式蜂鸣器，压电式蜂鸣器通过低功耗蓝牙MCU控制电路102控制，用于产品的开关机提示音、报警音等，实现声音大小与线圈式蜂鸣器一样的同时，功耗和体积比线圈式蜂鸣器小很多；

供电装置包括与USB接口115依次电连接的充电管理电路108，锂电池，DCDC电路110，其中充电管理电路108和DCDC电路110均与低功耗蓝牙MCU控制电路102电连接，充电管理电路108采用专业的锂电池充电管理IC，用于对锂电池进行充电管理，具备涓流、恒流、恒压充电，过流保护、短路保护、过压保护、过温度保护功能，DCDC电路110从锂电池取电并转换出相应的电压给低功耗蓝牙MCU控制电路102及其他电路进行供电。

如图3所示，本实用新型包括主控器及其外设电路模块以及云平台113。

在一种可能的实施方式中，主控芯片模块还用于对超出预设值的冷链货品的环境温湿度信息、碰撞跌落信息及运动轨迹信息通过蜂鸣器106报警，或通过云平台113报警。

在本实用新型提供的一种实施例中，主控芯片模块对采集到的冷链物品的温湿度信息，加速度信息，定位信息，通过LTE模块103的4G LTE CAT-1通讯功能实现信息上报云平台113，当信息超出设定的范围时，低功耗蓝牙MCU控制电路102可通过蜂鸣器106鸣叫进行报警，也可通过云平台113发送短信、拨打电话给管理人员等方式进行报警，信息存储和传输使用加密协议，保证数据的安全性，在4G LTE CAT-1信号不好的地方，传感器也可通过低功耗蓝牙方式与外部手机端app进行连接通讯控制，实现传感器的智能化管理控制。

在一种可能的实施方式中，主控芯片模块还用于接收云平台113确定的信息采样和信息上报间隔，唤醒间隔及报警阈值。

在本实用新型提供的一种实施例中，云平台113根据使用场景个性化设置数据采样及上报间隔，唤醒间隔，报警阈值，提高产品电量的使用效率。

在一种可能的实施方式中，定位模块包括全球导航卫星系统模块，用于冷链货品的全球定位，并且根据各卫星系统的信号强度选择最优卫星。

在本实用新型提供的一种实施例中，定位模块通过全球导航卫星系统功能实现全球定位，全球导航卫星系统支持GPS、GLONASS、BDS、Galileo、SBAS、QZSS定位系统，可实现全球定位，并且可根据各卫星系统的信号强度进行最优化选择。全球导航卫星系统定位采集到的数据可以传输到云平台113进行统计和数据分析。

在一种可能的实施方式中，第一获取模块包括温湿度传感器探头2，温湿度传感器探头2包括集成IC温湿度传感器201和滤波电容202，温湿度传感器探头2与主机1通过可拔插接口和电子线连接。

在本实用新型提供的一种实施例中，温湿度传感器探头2采用集成式温湿度传感器探头，内部包含集成式温湿度传感器IC201和滤波电容202，通过电子线和通用可拔插接口与主机1连接，通过I2C通讯方式与低功耗蓝牙MCU控制电路102通讯。采用集成式传感IC，精度高，功耗小，与主机1分离式探头，可根据使用场景灵活的选用不同精度和温度范围的传感器IC探头，可根据云平台113设置的数据采样及上报间隔、唤醒间隔和报警阈值进行工作，提高产品电量的使用效率，具有报警功能，报警功能可选择RGB指示灯107报警、蜂鸣器106报警、短信报警、电话报警。

在一种可能的实施方式中，第二获取模块包括加速度传感器101，通过I2C总线与主控芯片模块电连接。

在本实用新型提供的一种实施例中，加速度传感器101通过I2C通讯方式与低功耗蓝牙MCU控制电路102通讯。可根据云平台113设置的数据采样及上报间隔、唤醒间隔和报警阈值进行工作，提高产品电量的使用效率，具有报警功能，报警功能可选择RGB指示灯107报警、蜂鸣器106报警、短信报警、电话报警。

在一种可能的实施方式中，主控芯片模块用于向温湿度传感器探头2、全球导航卫星系统模块、加速度传感器101发送唤醒间隔和采样信息及上报间隔信息，向蜂鸣器106发送报警阈值信息。

在本实用新型提供的一种实施例中，低功耗蓝牙MCU控制电路102接收云平台113发送的数据采样及上报间隔，唤醒间隔，报警阈值后根据处理结果发送至温湿度传感器探头2、全球导航卫星系统模块、加速度传感器101和蜂鸣器106。

在一种可能的实施方式中，第二通信模块包括2.4G蓝牙模块。

在本实用新型提供的一种实施例中，2.4G蓝牙模块集成在MCU主控上，降低了功耗。

本实用新型具有的特点是：

1.采用4G LTE CAT-1通讯，功耗小，通讯距离范远，无需通过运输人员搭建433MHZ网关、wifi网关或者运输人员的手机作为通讯中介等通讯平台，可跳过中间的运输管理者，产品可自动连接附近的现有的4G基站并与云平台进行通讯，货物所有者可直接对货物进行实时监控。CAT-1本身就承载在4G LTE网络上，无需额外的基站铺设成本，因此Cat-1在全球运营商中被广泛采用,有4G信号的地方就能用Cat-1。安全方便，使用范围广。

2.采用电子纸屏、压电式蜂鸣器进一步降低功耗。

3.集成全球导航卫星系统功能，支持GPS、GLONASS、BDS、Galileo、SBAS、QZSS定位系统，可实现全球定位，并且可根据各定位系统的信号强度，进行最优化选择。

4.集成加速度传感器，用于检测采集产品所监控的物品是否受到过碰撞、跌落，及碰撞跌落过程中受到的力的大小。

5.功耗低，体积小，续航时间长。

6.使用范围广，可在全球范围内使用，能够很好地应用在世界范围内的长距离冷链运输物流中。使用方便，可自动连接附近的现有的4G基站并于云平台进行连接，货物所有者可直接对货物进行智能化远程管理控制。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，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。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种温湿度传感器，其特征在于，包括：插设于主机上的第一获取模块及设于主机上的第二获取模块、第一通信模块和主控芯片模块；

所述第一获取模块，用于获取冷链货品的环境温湿度信息；

所述第二获取模块，用于获取所述冷链货品的碰撞跌落信息；

所述第一通信模块，其集成设有定位模块和4G LTE CAT-1模块，所述4G LTE CAT-1模块与云平台电连接，所述定位模块用于获取所述冷链货品的运动轨迹信息；

所述主控芯片模块，其集成设有第二通信模块，所述主控芯片模块分别与所述第一获取模块、所述第二获取模块和所述第一通信模块电连接，用于对获取的所述冷链货品的环境温湿度信息、碰撞跌落信息及运动轨迹信息通过所述LTE CAT-1模块远程发送至云平台，或通过第二通信模块发送至手持终端；

所述主机包括：

矩形壳体，所述矩形壳体的顶面设有电子纸屏，所述电子纸屏与所述主控芯片模块通过串行外围设备接口连接，所述电子纸屏用于显示环境温湿度信息、碰撞跌落信息及超出预设值湿度报警信息和碰撞跌落报警信息；

按键，设于与所述矩形壳体顶面邻接的第一侧面上，所述按键与所述主控芯片模块通过IO接口连接；

充电口、第一获取模块插入接口及卡槽，设于与所述矩形壳体顶面邻接且与所述第一侧面邻接的第二侧面上，所述第一获取模块插入接口内插设有所述第一获取模块，所述第一获取模块与所述主控芯片模块通过I 2C总线连接；

第一天线和第二天线，设于所述第二侧面中部，分别与所述第一通信模块和所述定位模块电连接；及

指示灯，设于与所述第二侧面相对的所述矩形壳体的第三侧面上。

2.如权利要求1所述的一种温湿度传感器，其特征在于，所述矩形壳体内部设有存储器，所述存储器与所述主控芯片模块通过串行外围设备接口连接；

蜂鸣器，与所述主控芯片模块电连接；及

供电装置，用于对所述主机供电。

3.如权利要求2所述的一种温湿度传感器，其特征在于，所述主控芯片模块还用于对超出预设值的所述冷链货品的环境温湿度信息、碰撞跌落信息及运动轨迹信息通过所述蜂鸣器报警，或通过云平台报警。

4.如权利要求3所述的一种温湿度传感器，其特征在于，所述主控芯片模块还用于接收所述云平台确定的采样信息和上报间隔信息，唤醒间隔信息及报警阈值信息。

5.如权利要求4所述的一种温湿度传感器，其特征在于，所述定位模块包括全球导航卫星系统模块，用于所述冷链货品的全球定位，并且根据各卫星系统的信号强度选择最优卫星。

6.如权利要求5所述的一种温湿度传感器，其特征在于，所述第一获取模块包括温湿度传感器探头，所述温湿度传感器探头包括集成IC温湿度传感器和滤波电容，所述温湿度传感器探头与所述主机通过可拔插接口和电子线连接。

7.如权利要求6所述的一种温湿度传感器，其特征在于，所述第二获取模块包括加速度传感器，所述加速度传感器通过I 2C总线与所述主控芯片模块电连接。

8.如权利要求7所述的一种温湿度传感器，其特征在于，所述主控芯片模块用于向所述温湿度传感器探头、所述全球导航卫星系统模块、所述加速度传感器发送唤醒间隔信息和采样信息及上报间隔信息，向所述蜂鸣器发送报警阈值信息。

9.如权利要求1所述的一种温湿度传感器，其特征在于，所述第二通信模块包括2.4G蓝牙模块。