CN110992668A - 一种低功耗无线温湿度传感器 - Google Patents

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刘振雷
赵恒�
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    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种低功耗无线温湿度传感器，其采用低功耗无线设计，以防止复杂的布线带来的安装、维护成本及局限；包括：电源；控制器，用于收发、解析控制指令，并进行参数计算；温湿度传感器，用于探测空气中的温度和湿度，其信号输出端与控制器的信号端通讯连接；硅光电池，用于检测环境中光照度的数值；其信号输出端与控制器的信号端通讯连接；无线模块，用于将控制器与终端无线通讯，无线模块的信号端与控制器的信号端通讯连接。本发明将有线的485接口通信改变成LORA无线通信，将外部有线电源供电，改变成电池供电。另外增加了一个对光照度进行检测的模块。与现有技术相比，减少了数据线和电源线，且产品的可维护性增强、灵活性较高。

Description

一种低功耗无线温湿度传感器
技术领域
本发明涉及传感器技术，特别是涉及一种低功耗无线温湿度传感器。
背景技术
温湿度和光照在现代农业种植中尤为重要，比如在大棚农作物种植中，温湿度直接决定这农作物的产量和质量，它是衡量温室大棚的产量的重要指标。为了农作物能够有更高的产量和实现跨季节的理念，需要加强对温湿度的调节。
在大部分温室大棚中，对于温室度调节关系着农作物的产量，目前的技术主要以：
（1）有线连接的方式采用485接口和MODBUS协议来实现有线连接。
（2）电源采用高功耗10~30V直流点电压有线供电。
（3）着重于对温湿度的检测。对于温湿度传感器检测来的数据，由MODBUS的RTU模式，将数据包传输给终端设备。终端设备对每个传感器的数据包进行选择读取。
上述技术的主要缺陷如下：
（1）在温室大棚中，种植物居多。采用485接口的有线连接方式，增加了安装的工作量，另外错综复杂的连线，为温湿度传感器的维护带来极大的不便。
（2）采用外部电源供电，势必会增加电源线。在已有485接口通信数据总线的基础上，由增加了两条线。另外电源线的长度限制了传感器的布局范围。
（3）温室大棚种植中，对于一些重要的参数不仅仅只有对温湿度的检测，现有的技术却只能进行温湿度检测，功能上比较单一。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种低功耗无线温湿度传感器，其采用低功耗无线设计，以防止复杂的布线带来的安装、维护成本及局限。
为实现上述目的，本发明提供了一种低功耗无线温湿度传感器，包括：
电源，用于为内置的用电设备供电；
控制器，用于收发、解析控制指令，并进行参数计算；
温湿度传感器，用于探测空气中的温度和湿度，其信号输出端与控制器的信号端通讯连接；硅光电池，用于检测环境中光照度的数值；其信号输出端与控制器的信号端通讯连接；
无线模块，用于将控制器与终端无线通讯，无线模块的信号端与控制器的信号端通讯连接。
作为本发明的优选技术方案，控制器选用MCU或EFM32芯片；
温湿度传感器选用低功耗的温湿度传感器芯片AHT10；
无线模块选用LORA模块，其通过LORA技术进行无线通讯。
作为本发明的优选技术方案，还包括NFC，NFC的信号端与控制器的信号端通讯连接，NFC可与外部读写器短距离通讯，从而通过外部读写装置对温湿度传感器进行参数设置。
作为本发明的优选技术方案，还包括存储器，用于临时存储数据，在无线模块网络不通或传输不及时的时候，数据临时存放在存储器内。
作为本发明的优选技术方案，温湿度传感器、硅光电池输出的信号分别进入控制器内进行解析、转换，控制器处理完信号后将数据进行打包，然后通过无线模块将打包的数据向终端输送，在此过程中，未及时输出的数据临时存放在存储器内；
需要对温湿度传感器进行参数设置时，采用外部读写器与NCF近场通讯；通过读写器与NFC通讯以对控制器输入设置指令以完成设置。
作为本发明的优选技术方案，电池还内置有电源管理芯片，其用于控制电池的充放电已经检测电池电量，电源管理芯片的信号端与控制器的信号端通讯连接，从而将检测的电池信息打包通过无线模块输出至终端以及时发现电池故障或监测电量信息。
作为本发明的优选技术方案，整个温湿度传感器中的温湿度、光照度、电池信息都是以数据包的形式由LORA无线通信技术传输给网关。
本发明的有益效果是：
本发明将有线的485接口通信改变成LORA无线通信，将外部有线电源供电，改变成电池供电。另外增加了一个对光照度进行检测的模块。与现有技术相比，减少了数据线和电源线，且产品的可维护性增强、灵活性较高。
附图说明
图1是本发明的构成框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
参见图1，一种低功耗无线温湿度传感器，包括：
电源，用于为内置的用电设备供电，本实施例的电源选择3.3V电池；
控制器，用于收发、解析控制指令，并进行参数计算。本实施例的控制器选用MCU或EFM32芯片，EFM32芯片具有极低功耗，其能够降低用电量，从而增加续航时间；
温湿度传感器，用于探测空气中的温度和湿度，其信号输出端与控制器的信号端通讯连接；本实施例中温湿度传感器选用低功耗的温湿度传感器芯片AHT10；
硅光电池，用于检测环境中光照度的数值；其信号输出端与控制器的信号端通讯连接；
无线模块，用于将控制器与终端无线通讯，无线模块的信号端与控制器的信号端通讯连接；终端可以是服务器、移动端（智能手机）等。本实施例的无线模块选用LORA模块，其通过LORA技术进行无线通讯。这种方式在保持最远通信距离的情况下，减少了温湿度传感器和终端的连接线。
NFC，NFC的信号端与控制器的信号端通讯连接，从而使得NFC可与外部读写器短距离通讯，从而通过外部读写装置对温湿度传感器（控制器）进行参数设置。
存储器，用于临时存储数据，在无线模块网络不通或传输不及时的时候，数据临时存放在存储器内。所述存储器可以采用闪存芯片。
使用时，温湿度传感器、硅光电池输出的信号分别进入控制器内进行解析、转换，控制器处理完信号后将数据进行打包，然后通过无线模块将打包的数据向终端输送，在此过程中，未及时输出的数据临时存放在存储器内。而需要对温湿度传感器进行参数设置时，采用外部读写器与NCF近场通讯，然后通过读写器对控制器输入设置指令以完成设置。这种方式无需数据线及外置按钮，可以大大降低整体体积，且十分方便。电池对各个用电设备进行供电，电池还内置电源管理芯片，其用于控制电池的充放电已经检测电池电量，电源管理芯片的信号端与控制器的信号端通讯连接，从而可以将检测的电池信息打包输出至终端以及时发现电池故障或监测电量信息。
本实施例采用低功耗EFM32芯片作为主控芯片（控制器），硅光电池在外界光照变化时其电流值会发生变化，经过电流变化向电压转换，最终实现模拟量到数字量的转换。AHT10温湿度模块（温湿度传感器）拥有功耗低的特性，采用数字接口与EFM32芯片连接；电源使用3.3V电池供电；NFC用于对通过LORA无线通信的温湿度传感器进行参数设置。整个温湿度传感器中的温湿度、光照度、电池信息都是以数据包的形式由LORA无线通信技术传输给网关，以完成无线通讯。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种低功耗无线温湿度传感器，其特征在于，包括：
电源，用于为内置的用电设备供电；
控制器，用于收发、解析控制指令，并进行参数计算；
温湿度传感器，用于探测空气中的温度和湿度，其信号输出端与控制器的信号端通讯连接；硅光电池，用于检测环境中光照度的数值；其信号输出端与控制器的信号端通讯连接；
无线模块，用于将控制器与终端无线通讯，无线模块的信号端与控制器的信号端通讯连接。
2.如权利要求1所述的一种低功耗无线温湿度传感器，其特征在于，控制器选用MCU或EFM32芯片；
温湿度传感器选用低功耗的温湿度传感器芯片AHT10；
无线模块选用LORA模块，其通过LORA技术进行无线通讯。
3.如权利要求1所述的一种低功耗无线温湿度传感器，其特征在于，还包括NFC，NFC的信号端与控制器的信号端通讯连接，NFC可与外部读写器短距离通讯，从而通过外部读写装置对温湿度传感器进行参数设置。
4.如权利要求1所述的一种低功耗无线温湿度传感器，其特征在于，还包括存储器，用于临时存储数据，在无线模块网络不通或传输不及时的时候，数据临时存放在存储器内。
5.如权利要求1所述的一种低功耗无线温湿度传感器，其特征在于，温湿度传感器、硅光电池输出的信号分别进入控制器内进行解析、转换，控制器处理完信号后将数据进行打包，然后通过无线模块将打包的数据向终端输送，在此过程中，未及时输出的数据临时存放在存储器内；
需要对温湿度传感器进行参数设置时，采用外部读写器与NCF近场通讯；通过读写器与NFC通讯以对控制器输入设置指令以完成设置。
6.如权利要求2所述的一种低功耗无线温湿度传感器，其特征在于，电池还内置有电源管理芯片，其用于控制电池的充放电已经检测电池电量，电源管理芯片的信号端与控制器的信号端通讯连接，从而将检测的电池信息打包通过无线模块输出至终端以及时发现电池故障或监测电量信息。
7.如权利要求6所述的一种低功耗无线温湿度传感器，其特征在于，整个温湿度传感器中的温湿度、光照度、电池信息都是以数据包的形式由LORA无线通信技术传输给网关。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112130499A (zh) * 2020-09-24 2020-12-25 奇点新源国际技术开发(北京)有限公司 一种传感器配置装置、传感器及传感器配置方法
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200324464Y1 (ko) * 2003-05-29 2003-08-25 이근호 성토공사 및 유지관리용 지반측정장치
CN208461830U (zh) * 2018-05-29 2019-02-01 深圳市凯利华电子有限公司 一种高实用性智能融合终端
CN208704793U (zh) * 2018-09-12 2019-04-05 成都博高信息技术股份有限公司 一种无线光照温湿度传感器
CN109708701A (zh) * 2019-01-18 2019-05-03 深圳矽递科技股份有限公司 一种基于低功耗广域网的多用途环境监测装置
CN209197806U (zh) * 2019-02-15 2019-08-02 上海敦锋信息科技有限公司 一种温湿度采集器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200324464Y1 (ko) * 2003-05-29 2003-08-25 이근호 성토공사 및 유지관리용 지반측정장치
CN208461830U (zh) * 2018-05-29 2019-02-01 深圳市凯利华电子有限公司 一种高实用性智能融合终端
CN208704793U (zh) * 2018-09-12 2019-04-05 成都博高信息技术股份有限公司 一种无线光照温湿度传感器
CN109708701A (zh) * 2019-01-18 2019-05-03 深圳矽递科技股份有限公司 一种基于低功耗广域网的多用途环境监测装置
CN209197806U (zh) * 2019-02-15 2019-08-02 上海敦锋信息科技有限公司 一种温湿度采集器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112130499A (zh) * 2020-09-24 2020-12-25 奇点新源国际技术开发(北京)有限公司 一种传感器配置装置、传感器及传感器配置方法
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