CN220872399U - 一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器，包括湿度传感单元、嵌入式MCU单元、Lora传输单元、供电单元。所述湿度传感单元采用电容式湿度转换芯片将湿度数据转换为数字信号；所述嵌入式MCU单元采用STM32F103芯片，通过IIC接口与湿度传感单元连接，读取湿度数据，同时经过滤波数据处理后将湿度数据通过Lora传输单元传输至上位机。所述供电单元将5V直流供电转换为3.3V直流并经稳压后为湿度传感单元、嵌入式MCU单元、Lora传输单元供电。相较于传统的湿度传感器，本实用新型具有通信距离长、功耗低、可靠性高、无需布线等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力自动化与物联网技术领域，具体涉及一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器。
背景技术
配电房是电力系统中重要的组成部分，承担着电能分配、控制和保护的重要任务。环境湿度过大会导致电力设备的绝缘材料吸湿，使得绝缘性能下降。当绝缘性能下降时，设备可能会出现漏电、绝缘击穿等问题，从而影响设备的正常运行。同时湿度过大会导致设备内部的金属部件腐蚀和氧化。腐蚀和氧化会导致设备的连接不良、接触不良，甚至可能导致设备故障或损坏。
目前配电房内的除湿机按照定时要求进行启动和关闭，不能保证有效性，造成了电能的无序使用及浪费。因此需要一种湿度传感器采集湿度数据，供配电房内网关设备使用，决定是否启动除湿机。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的是：提供了一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器，采用Lora无线通信技术，传输距离远，能够实现长距离的、与接收端的数据交互传输，解决信号线需要单独布线的弊端，降低安装成本。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现：
一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器，其特征在于，包括：湿度传感单元、嵌入式MCU单元、Lora传输单元、供电单元。其中，湿度传感单元用于实时测量环境湿度，并将湿度数据传输给嵌入式MCU单元。嵌入式MCU单元用于处理湿度数据，并将处理后的数据通过Lora传输单元进行无线传输。Lora传输单元用于接收嵌入式MCU单元传输的数据，并将数据通过Lora无线通信技术传输给接收端。供电单元用于为传感器提供供电电源。
进一步的，所述湿度传感单元，采用电容式湿度转换芯片将湿度数据转换为数字信号。电容式湿度传感器基于湿度对介质的相对介电常数的影响。它通常由两个电极组成，中间夹有一层吸湿材料。当湿度变化时，吸湿材料中的水分会导致介电常数的变化，从而改变电容的值。湿度监测芯片通过测量电容的变化来确定环境湿度的变化。
进一步的，所述嵌入式MCU单元，本单元采用STM32F103芯片，通过IIC接口与湿度传感单元连接，读取湿度数据，同时经过滤波数据处理后将湿度数据通过Lora传输单元传输至外部终端。
进一步的，所述Lora传输单元，本单元用于接收嵌入式MCU单元传输的数据，并将数据通过Lora无线通信技术传输给接收端。
进一步的，所述供电单元，本单元将5V直流供电转换为3.3V直流并经稳压后为湿度传感单元、嵌入式MCU单元、Lora传输单元供电。
与现有技术相比，本实用新型通过采用以上技术方案，具有以下有益效果：
1)采用Lora无线通信技术，传输距离远，能够实现长距离的数据传输。
2)传感器结构紧凑，布线简单，安装方便。
3)传感器具有低功耗特性，可长时间工作。
4)传感器具有双向通信功能，能够实现与接收端的数据交互。
附图说明
图1为本实用新型实施例基于Lora无线数据传输的湿度传感器的原理图；
图2为本实用新型实施例基于Lora无线数据传输的湿度传感器的结构图；
图中：1、嵌入式MCU单元；2、Lora传输单元；3、湿度传感单元；4、供电单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
本实用新型提供了一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器，可实现环境湿度的无线传输，解决了信号线需要单独布线的弊端，降低了安装成本。
如图1所示，图1为本实用新型实施例基于Lora无线数据传输的湿度传感器的原理图，该湿度传感器包括：
1、湿度传感单元
本传感器采用电容式湿度传感器作为湿度传感单元。电容式湿度传感器基于湿度对介质的相对介电常数的影响。它通常由两个电极组成，中间夹有一层吸湿材料。当湿度变化时，吸湿材料中的水分会导致介电常数的变化，从而改变电容的值。湿度监测芯片通过测量电容的变化来确定环境湿度的变化。湿度传感单元通过测量介质中的湿度，将湿度信号转化为电信号。
2、嵌入式MCU单元
本传感器中的嵌入式MCU单元采用高性能的嵌入式微控制器STM32F103芯片。嵌入式MCU单元负责通过IIC接口接收处理湿度传感单元测量得到的湿度数据。此外，嵌入式MCU单元还可以通过其他接口连接其他传感器，例如温度传感器、SF6传感器等，以实现多参数量的监测。
嵌入式MCU单元可与外部终端进行信息交互修改参数配置，配置包括是否主动上送、上送间隔周期等。
3、Lora传输单元
本传感器中的Lora传输单元采用Lora无线通信模块，例如SX1276模块。Lora传输单元负责将嵌入式MCU单元处理后的湿度数据通过Lora无线通信技术进行无线传输。Lora无线通信技术具有长距离传输、低功耗、抗干扰能力强等优点，能够实现可靠的远程数据传输。
4、供电单元
本传感器的供电单元采用可充电电池或外部电源。可充电电池可以通过外部电源进行充电，以保证传感器的长时间工作。供电单元为传感器提供稳定的电源，确保传感器正常运行。本单元将5V直流供电转换为3.3V直流并经稳压后为湿度传感单元、嵌入式MCU单元、Lora传输单元供电。
本实用新型的整个工作流程如下：
1)湿度传感单元实时监测环境湿度，并将湿度信号转换为电信号。
2)嵌入式MCU单元通过IIC接口每间隔5秒(该周期可通过参数配置进行修改)读一次湿度传感单元的湿度数据，并将数据进行滤波及存储。
3)Lora传输单元接收嵌入式MCU单元传输的数据，并将数据通过Lora无线通信技术传输给接收端。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型。任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器，其特征在于：包括湿度传感单元、嵌入式MCU单元、Lora传输单元和供电单元，所述供电单元用于给所述湿度传感单元、嵌入式MCU单元和Lora传输单元供电，所述湿度传感单元用于实时测量环境湿度，并将湿度数据传输给嵌入式MCU单元，所述嵌入式MCU单元用于处理湿度数据，并将处理后的数据通过Lora传输单元进行无线传输，所述Lora传输单元用于接收嵌入式MCU单元传输的数据，并将数据通过Lora无线通信技术传输给接收端。
2.根据权利要求1所述的一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器，其特征在于：所述湿度传感单元采用电容式湿度监测芯片，电容式湿度监测芯片通过测量电容的变化来确定环境湿度的变化，湿度传感单元通过测量介质中的湿度，将湿度信号转化为电信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器，其特征在于：所述嵌入式MCU单元采用嵌入式微控制器STM32F103芯片，通过IIC接口与湿度传感单元连接，读取湿度数据，同时经过滤波数据处理后将湿度数据通过Lora传输单元传输至外部终端。
4.根据权利要求1所述的一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器，其特征在于：所述Lora传输单元采用Lora无线通信模块，Lora无线通信模块为SX1276模块；Lora传输单元负责将嵌入式MCU单元处理后的湿度数据通过Lora无线通信技术进行双向无线传输。
5.根据权利要求1所述的一种基于Lora无线数据传输的湿度传感器，其特征在于：所述供电单元采用可充电电池或外部电源直流电源，供电单元为传感器提供稳定的电源，确保传感器正常运行，供电单元将5V直流供电转换为3.3V直流并经稳压后为湿度传感单元、嵌入式MCU单元和Lora传输单元供电。
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