CN210895803U

CN210895803U - 一种无线信息采集上传器

Info

Publication number: CN210895803U
Application number: CN202020118658.3U
Authority: CN
Inventors: 张潜
Original assignee: Shenzhen Intelligent Building Information Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Intelligent Building Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-19
Filing date: 2020-01-19
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2030-01-19

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

一种无线信息采集上传器

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

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。