CN210895803U - 一种无线信息采集上传器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种无线信息采集上传器,包括MCU模块,以及分别与MCU模块电性连接的电源模块、数据传输模块、蓝牙模块、USB充电调试接口;所述蓝牙模块用于采集外部蓝牙终端设备信号的强弱信息并反馈至MCU模块,以使MCU模块将该信息处理后经数据传输模块传输至后台;所述数据传输模块、USB充电调试接口分别与电源模块电性连接,USB充电调试接口用于充电与调试。本实用新型通过BLE蓝牙技术实时采集施工人员的位置信息,并通过数据传输模块上传至后台,解决施工建筑物的人员定位监控问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据采集技术领域,尤其涉及一种无线信息采集上传器。
背景技术
随着我国城镇化发展进程的加快,物联网万物互联的大趋势下,位置信息的获取和应用在项目落地中越来越重要。相对于室外定位,室内定位的工作环境更为复杂、精细,其技术更是多种多样。在如今日益增长的工地事故情况下,急需解决施工建筑物的人员定位监控问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种无线信息采集上传器,通过BLE蓝牙技术实时采集施工人员的位置信息,并通过数据传输模块上传至后台,解决施工建筑物的人员定位监控问题。
为实现上述目的,采用以下技术方案:
一种无线信息采集上传器,包括MCU模块,以及分别与MCU模块电性连接的电源模块、数据传输模块、蓝牙模块、USB充电调试接口;所述蓝牙模块用于采集外部蓝牙终端设备信号的强弱信息并反馈至MCU模块,以使MCU模块将该信息处理后经数据传输模块传输至后台;所述数据传输模块、USB充电调试接口分别与电源模块电性连接,USB充电调试接口用于充电与调试。
较佳地,所述数据传输模块设为2G传输模块,其包括用于对数据进行加密及打包处理的2G单元、用于与2G基站进行通讯的2G SIM卡,以及用于向2G基站发送信息的2G天线。
较佳地,所述数据传输模块设为LoRa传输模块,其包括用于对数据进行加密及打包处理的LoRa单元,以及用于向LoRa基站发送信息的LoRa天线;所述LoRa单元经第二LDO单元与电源模块电性连接。
较佳地,所述电源模块包括依次电性连接的充电管理单元、充电电池、电源开关;所述充电管理单元还分别与USB充电调试接口、MCU模块电性连接,电源开关与数据传输模块电性连接。
较佳地,所述USB充电调试接口、电源开关分别经第一LDO单元与MCU模块电性连接。
较佳地,所述蓝牙模块采用BLE蓝牙通信。
较佳地,所述MCU模块、充电管理单元、数据传输模块、蓝牙模块集成在同一PCB板上,且该PCB板、充电电池置于一外壳体内;所述USB充电调试接口、电源开关镶嵌于外壳体背面。
较佳地,所述无线信息采集上传器还包括用于指示开关机状态的电源指示灯,以及用于指示入网状态的网络指示灯。
采用上述方案,本实用新型的有益效果是:
本实用新型整体结构简单,易于实现,通过将多个信息采集上传器间隔布置于建筑物内,利用蓝牙模块来采集施工人员佩戴的蓝牙终端设备信号的强弱信息,判断施工人员是否在安全区域,并将信息通过数据传输模块传输至后台,解决施工建筑物的人员定位监控问题,同时具有低功耗、远距离传输、长时间待机的特点。
附图说明
图1为本实用新型的原理性框图;
图2为本实用新型的MCU模块与蓝牙模块电路图;
图3为本实用新型实施例1的原理性框图;
图4为本实用新型实施例1中2G单元的电路图;
图5为本实用新型实施例1中2G SIM卡座的电路图;
图6为本实用新型实施例2的原理性框图;
图7为本实用新型实施例2中LoRa单元的电路图;
图8为本实用新型的结构示意图;
其中,附图标识说明:
1—MCU模块, 2—电源模块,
3/3’—数据传输模块, 4—蓝牙模块,
5—USB充电调试接口, 6—第一LDO单元,
7—PCB板, 8—外壳体,
9—电源指示灯, 10—网络指示灯,
21—充电管理单元, 22—充电电池,
23—电源开关, 31—2G单元,
32—2G SIM卡, 33—2G天线,
31’—LoRa单元, 32’—LoRa天线,
33’—第二LDO单元。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例,对本实用新型进行详细说明。
参照图1至8所示,本实用新型提供一种无线信息采集上传器,包括MCU模块1,以及分别与MCU模块1电性连接的电源模块2、数据传输模块3/3’、蓝牙模块4、USB充电调试接口5;所述蓝牙模块4用于采集外部蓝牙终端设备信号的强弱信息并反馈至MCU模块1,以使MCU模块1将该信息处理后经数据传输模块3/3’传输至后台;所述数据传输模块3/3’、USB充电调试接口5分别与电源模块2电性连接,USB充电调试接口5用来对MCU模块1固件烧录、调试产品功能特性以及充电等。蓝牙模块4与MCU模块1采用同一芯片,该芯片的型号为MDBT42Q-P512K,MCU模块1还连接有晶振,晶振用于给该芯片提供振荡频率。
其中,所述电源模块2包括依次电性连接的充电管理单元21、充电电池22、电源开关23;所述充电管理单元21还分别与USB充电调试接口5、MCU模块1电性连接,电源开关23与数据传输模块3/3’电性连接。充电电池22主要用来给产品正常工作提供电源,充电电池22采用25Ah大容量锂电池,实现超长待机。充电管理单元21采用的芯片型号为TP4056,主要是用于管理充电电池22的充电状态,包括充电进度、充电电流控制、过流保护等。电源开关23主要控制产品的开机和关机运行。所述USB充电调试接口5、电源开关23分别经第一LDO单元6与MCU模块1电性连接。所述蓝牙模块4采用BLE蓝牙通信,第一LDO单元采用的芯片型号为CL9001A33M3。
继续参照图8所示,所述MCU模块1、充电管理单元21、数据传输模块3/3’、蓝牙模块4集成在同一PCB板7上,且该PCB板7、充电电池22置于一外壳体8内;所述USB充电调试接口5、电源开关23镶嵌于外壳体8背面。2G天线33、LoRa天线32’均采用板载天线,板载天线设于外壳体8的顶部。
所述无线信息采集上传器还包括用于指示开关机状态的电源指示灯9,以及用于指示入网状态的网络指示灯10。电源指示灯9用于指示开机、关机等状态,网络指示灯10用于指示2G传输模块3或LoRa传输模块3’的工作状态。一具体实施例中,电源指示灯9采用红色灯,网络指示灯10采用绿色灯;产品开机后,电源指示灯9长亮,网络指示灯10长亮,等待本实用新型自检正常后,电源指示灯9熄灭,电量低于20%时,电源指示灯9慢闪,2S(或其他预设时间)一次;待本实用新型入网成功后,网络指示灯10慢闪,2S(或其他预设时间)一次。入网未成功时,网络指示灯10长亮。
进一步地,本实用新型还内置有GPS***定位追踪,方便寻找及确认其安装位置。
实施例1:(2G传输模块)
继续参照图3-5,所述数据传输模块3/3’设为2G传输模块3,其包括用于对数据进行加密及打包处理的2G单元31、用于与2G基站进行通讯的2G SIM卡32,以及用于向2G基站发送信息的2G天线33。
基于2G(GSM)通信技术,架设高度2米,空旷有效距离50米的范围内,蓝牙信号仍可探测到,在建筑物内优选为每隔30~50米布置一个,采用三防设计,适应严酷环境要求。适用于室外有GPS信号的情况下,需精准定位时,作为位置信息采集的终端。
2G传输模块3通过UART总线与MCU模块1连接,通过BLE蓝牙探测施工人员佩戴的蓝牙设备终端(如带有BLE蓝牙功能的安保手环)的信号强度,判断施工人员位置(是否在探测区域),并将信息通过2G(GPRS)通信技术,数据可直接上传至云端平台。
2G天线33主要用于向2G基站发送信息;2G SIM卡32主要用于与2G基站进行通讯;2G单元31主要用于数据的加密、打包处理,然后通过2G天线33将数据传输出去;蓝牙模块4主要用于接收监测来自蓝牙终端设备的信息。较佳地,外壳体8上设有SIM卡座,用于插装2GSIM卡32。
产品开机后,自动搜寻2G网络信号,并主动发送3次(或其他预设次数)入网请求,直到入网成功。如连续三次未能入网成功,则其2G功能休眠;15分钟(或其他预设时间)后,2G功能自动唤醒重新入网,持续循环直到入网成功。蓝牙模块4打开,持续接收蓝牙终端设备信息(包含ID、电量、信号强度),500ms(或其他预设时间)一次。
当接收到蓝牙终端设备信息后,产品接收到的信息直接通过GPRS(2G信号)将数据上行到服务器平台(后台),间隔10S(或其他预设时间)一 次,每帧按GPRS最大数据量来上行。
当没有检测到有蓝牙终端设备靠近(在可探测范围内,或在预设的信号强度范围内)时,产品的GPRS功能自动休眠,每1小时(或其他预设时间)自动上行一次产品的状态信息,低功耗。当蓝牙模块4检测到蓝牙终端设备信息后,立即唤醒产品的GPRS数据上行。
实施例2:(LoRa传输模块)
继续参照图6-7,所述数据传输模块3/3’设为LoRa传输模块3’,其包括用于对数据进行加密及打包处理的LoRa单元31’,以及用于向LoRa基站发送信息的LoRa天线32’;所述LoRa单元31’经第二LDO单元33’与电源模块2电性连接,第二LDO单元采用的芯片型号为BL9198-33。
架设高度2米,空旷有效距离50米,超低功耗,远距离通讯,采用三防设计,适应严酷环境要求。适用于无GPS信号的情况下,如网络信号覆盖率偏低的新建筑工地,需获取位置信息时,作为位置信息采集的终端。
LoRa传输模块3’通过SPI总线与MCU模块1连接,通过BLE蓝牙监测施工人员佩戴的蓝牙设备终端(如带有BLE蓝牙功能的安保手环)的信号强度,判断施工人员位置(是否在探测区域),并基于LoRa通信技术将信息上传至LoRaWAN网关,从而上传至云端平台。
LoRa天线32’主要用于向LoRa基站发送信息;LoRa单元31’主要用于数据的加密、打包处理,然后通过LoRa天线32’将数据传输出去;蓝牙模块4主要用于接收监测来自蓝牙终端设备的信息。
产品开机后,自动搜寻LoRa网络信号,并主动发送3次(或其他预设次数)入网请求,直到入网成功。如连续三次未能入网成功,则其LoRa功能休眠,15分钟(或其他预设时间)后,LoRa功能自动唤醒重新入网,持续循环直到入网成功。蓝牙模块4打开,持续接收蓝牙终端设备信息(包含ID、电量、信号强度),500ms(或其他预设时间)一次。
当接收到蓝牙终端设备信息后,产品接收到的信息通过LoRa传输模块3’将数据传送至LoRaWAN网关以上行到服务器平台(后台),间隔15S(或其他预设时间)一 次,每帧按LoRa最大数据量来上行。
当没有检测到有蓝牙终端设备靠近(在可探测范围内,或在预设的信号强度范围内)时,产品的LoRa功能自动休眠,每1小时(或其他预设时间)自动上行一次产品的状态信息,低功耗。当蓝牙模块4检测到蓝牙终端设备信息后,立即唤醒产品的LoRa数据上行。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无线信息采集上传器,其特征在于,包括MCU模块,以及分别与MCU模块电性连接的电源模块、数据传输模块、蓝牙模块、USB充电调试接口;所述蓝牙模块用于采集外部蓝牙终端设备信号的强弱信息并反馈至MCU模块,以使MCU模块将该信息处理后经数据传输模块传输至后台;所述数据传输模块、USB充电调试接口分别与电源模块电性连接,USB充电调试接口用于充电与调试。
2.根据权利要求1所述的无线信息采集上传器,其特征在于,所述数据传输模块设为2G传输模块,其包括用于对数据进行加密及打包处理的2G单元、用于与2G基站进行通讯的2GSIM卡,以及用于向2G基站发送信息的2G天线。
3.根据权利要求1所述的无线信息采集上传器,其特征在于,所述数据传输模块设为LoRa传输模块,其包括用于对数据进行加密及打包处理的LoRa单元,以及用于向LoRa基站发送信息的LoRa天线;所述LoRa单元经第二LDO单元与电源模块电性连接。
4.根据权利要求2或3所述的无线信息采集上传器,其特征在于,所述电源模块包括依次电性连接的充电管理单元、充电电池、电源开关;所述充电管理单元还分别与USB充电调试接口、MCU模块电性连接,电源开关与数据传输模块电性连接。
5.根据权利要求4所述的无线信息采集上传器,其特征在于,所述USB充电调试接口、电源开关分别经第一LDO单元与MCU模块电性连接。
6.根据权利要求1所述的无线信息采集上传器,其特征在于,所述蓝牙模块采用BLE蓝牙通信。
7.根据权利要求4所述的无线信息采集上传器,其特征在于,所述MCU模块、充电管理单元、数据传输模块、蓝牙模块集成在同一PCB板上,且该PCB板、充电电池置于一外壳体内;所述USB充电调试接口、电源开关镶嵌于外壳体背面。
8.根据权利要求2或3所述的无线信息采集上传器,其特征在于,所述无线信息采集上传器还包括用于指示开关机状态的电源指示灯,以及用于指示入网状态的网络指示灯。
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CN202020118658.3U CN210895803U (zh) | 2020-01-19 | 2020-01-19 | 一种无线信息采集上传器 |
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Publications (1)
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Family
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CN202020118658.3U Active CN210895803U (zh) | 2020-01-19 | 2020-01-19 | 一种无线信息采集上传器 |
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CN112584312A (zh) * | 2019-09-27 | 2021-03-30 | 深圳市智造建筑信息科技有限公司 | 一种人员数量与位置分布监控***及其方法 |
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- 2020-01-19 CN CN202020118658.3U patent/CN210895803U/zh active Active
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