基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统，包含管理模块和至少一个节点模块；管理模块包含管理蓝牙单元和显示单元，其中，显示单元用于显示接收到的温湿度信息；节点模块包含壳体、电源单元、温湿度传感器、控制单元和节点蓝牙单元，控制单元分别和电源单元、温湿度传感器、节点蓝牙单元电气相连；温湿度传感器用于感应壳体外的温湿度并将其传递给控制单元；控制单元用于将接收到的温湿度信息传递给所述管理模块；管理蓝牙单元和节点蓝牙单元基于BLE协议进行通信。本发明专利技术结构简单，使用方便，且功耗极低，无需有线电源，一枚纽扣电池即可使用一年以上，此外，节点独立工作，进行布局非常方便，维护和调整也非常方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子测量领域，尤其涉及一种基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统。
技术介绍
BLE (Bluetooth Low Energy，蓝牙低能耗技术)是对传统蓝牙BR/EDR技术的补充。尽管BLE和传统蓝牙都称之为蓝牙标准，且共享射频，但是，BLE是一个完全不一样的技术。BLE不具备和传统蓝牙BR/EDR的兼容性。它是专为小数据率、离散传输的应用而设计的。通信距离上也有改变，传统蓝牙的传输距离几十米到几百米不等，BLE则规定为100米。蓝牙低能耗技术的三大特性成就了 ULP性能，这三大特性分别是最大化的待机时间、快速连接和低峰值的发送/接收功耗。无线“开启”的时间只要不是很短就会令电池寿命急剧降低，因此任何必需的发送或接收任务需要很快完成。被蓝牙低能耗技术用来最小化无线开启时间的第一个技巧是仅用3个“广告”信道搜索其它设备，或向寻求建立连接的设备宣告自身存在。相比之下，标准蓝牙技术使用了 32个信道。这意味着蓝牙低能耗技术扫描其它设备只需“开启” 0.6至1.2ms时间，而标准蓝牙技术需要22.5ms时间来扫描它的32个信道。结果蓝牙低能耗技术定位其它无线设备所需的功耗要比标准蓝牙技术低10至20倍。值得注意的是，使用3个广告信道是某种程度上的妥协:这是在频谱非常拥挤的部分对“开启”时间(对应于功耗)和鲁棒性的一种折衷(广告信道越少，另外一个无线设备在选用频率上广播的机会就越多，就越容易造成信号冲突)。不过该规范的设计师对于平衡这种妥协相当有信心——比如，他们选择的广告信道不会与W1-Fi默认信道发生冲突。一旦连接成功后，蓝牙低能耗技术就会切换到37个数据信道之一。在短暂的数据传送期间，无线信号将使用标准蓝牙技术倡导的自适应跳频(AFH)技术以伪随机的方式在信道间切换(虽然标准蓝牙技术使用79个数据信道)。要求蓝牙低能耗技术无线开启时间最短的另一个原因是它具有IMbps的原始数据带宽一一更大的带宽允许在更短的时间内发送更多的信息。举例来说，具有250kbps带宽的另一种无线技术发送相同信息需要开启的时间要长8倍(消耗更多电池能量)。蓝牙低能耗技术“完成”一次连接(即扫描其它设备、建立链路、发送数据、认证和适当地结束)只需3ms。而标准蓝牙技术完成相同的连接周期需要数百毫秒。再次提醒，无线开启时间越长，消耗的电池能量就越多。蓝牙低能耗技术还能通过两种其它方式限制峰值功耗:采用更加“宽松的”射频参数以及发送很短的数据包。两种技术都使用高斯频移键控(GFSK)调制，但蓝牙低能耗技术使用的调制指数是0.5，而标准蓝牙技术是0.35。0.5的指数接近高斯最小频移键控(GMSK)方案，可以降低无线设备的功耗要求(这方面的原因比较复杂，本文暂不赘述)。更低调制指数还有两个好处，即提高覆盖范围和增强鲁棒性。标准蓝牙技术使用的数据包长度较长。在发送这些较长的数据包时，无线设备必须在相对较高的功耗状态保持更长的时间，从而容易使硅片发热。这种发热将改变材料的物理特性，进而改变传送频率(中断链路)，除非频繁地对无线设备进行再次校准。再次校准将消耗更多的功率(并且要求闭环架构，使得无线设备更加复杂，从而推高设备价格)。相反，蓝牙低能耗技术使用非常短的数据包一一这能使硅片保持在低温状态。因此，蓝牙低能耗收发器不需要较耗能的再次校准和闭环架构。现有的温湿度传感器在应用上一般采用有线连接的设计，布线非常麻烦，而且一旦需要调整，需要改动的部分很大，不经济环保。也有温湿度传感器采用wifi进行信息传输，但是wifi的功耗较高，一般需要采用有线电源来供电。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及的缺陷，提供一种基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案: 基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统，包含管理模块和至少一个节点模块； 所述管理模块包含管理蓝牙单元和显示单元，其中，显示单元用于显示接收到的温湿度信息； 所述节点模块包含壳体、电源单元、温湿度传感器、控制单元和节点蓝牙单元，所述控制单元分别和电源单元、温湿度传感器、节点蓝牙单元电气相连； 所述温湿度传感器用于感应壳体外的温湿度并将其传递给控制单元； 所述控制单元用于将接收到的温湿度信息传递给所述管理模块； 所述管理蓝牙单元和节点蓝牙单元基于BLE协议进行通信。作为本专利技术基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统进一步的优化方案，所述温湿度传感器采用SHTlI。作为本专利技术基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统进一步的优化方案，所述控制单元采用Cortex-MO处理器。作为本专利技术基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统进一步的优化方案，所述显示单元采用LED显示器。作为本专利技术基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统进一步的优化方案，所述电源单元采用纽扣型电池CR2032。作为本专利技术基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统进一步的优化方案，所述电源单元采用锂离子电池。作为本专利技术基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统进一步的优化方案，所述锂离子电池的型号为ICR18650。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果: 1.设计简单，使用方便； 2.功耗极低，无需有线电源，一枚纽扣电池即可使用一年以上；3.由于节点独立工作，进行布局非常方便，维护和调整也非常方便。【具体实施方式】下面对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明: 基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统，包含管理模块和至少一个节点模块； 所述管理模块包含管理蓝牙单元和显示单元，其中，显示单元用于显示接收到的温湿度信息； 所述节点模块包含壳体、电源单元、温湿度传感器、控制单元和节点蓝牙单元，所述控制单元分别和电源单元、温湿度传感器、节点蓝牙单元电气相连； 所述温湿度传感器用于感应壳体外的温湿度并将其传递给控制单元； 所述控制单元用于将接收到的温湿度信息传递给所述管理模块； 所述管理蓝牙单元和节点蓝牙单元基于BLE协议进行通信。所述温湿度传感器采用SHT11。SHTll是瑞士 Scnsir1n公司推出的一款数字温湿度传感器芯片。主要特点如下:将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上；提供二线数字符串行接口，接口简单，传输可靠性高；测量精度可编程调节；测量精确度高；封装尺寸超小；测量和通信结束后，自动转入低功耗模式。所述控制单元采用Cortex-MO处理器。ARM凭借其作为低能耗技术的领导者和创建超低能耗设备的主要推动者的丰富专业技术，使得Cortex-MO处理器在不到12K门的面积内能耗仅有85微瓦/MHz (0.085毫瓦)。该处理器把ARM的MCU路线图扩展到超低能耗MCU和SoC应用中，如医疗器械、电子测量、照明、智能控制、游戏装置、紧凑型电源、电源和马达控制、精密模拟系统和IEEE802.15.4(ZigBee)及Z-Wave系统。Cortex-MO处理器还适合拥有诸如智能传感器和调节器的可编程混合信号市场，这些应用在传统上一直要求使用独立的模拟设备和数字设备。所述显示单元采用LED显示器。所述电源单元采用纽扣型电池CR2032。由于本专利技术的节点模块中各个单元都是低功耗单元，采用一枚纽扣电池供电，实际使用时间可达I年以上。电源单元还可以采本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于蓝牙BLE的温湿度传感器系统，其特征在于，包含管理模块和至少一个节点模块；所述管理模块包含管理蓝牙单元和显示单元，其中，显示单元用于显示接收到的温湿度信息；所述节点模块包含壳体、电源单元、温湿度传感器、控制单元和节点蓝牙单元，所述控制单元分别和电源单元、温湿度传感器、节点蓝牙单元电气相连；所述温湿度传感器用于感应壳体外的温湿度并将其传递给控制单元；所述控制单元用于将接收到的温湿度信息传递给所述管理模块；所述管理蓝牙单元和节点蓝牙单元基于BLE协议进行通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶强，章隆泉，过俊宏，叶飞，肖运根，
申请(专利权)人：无锡市崇安区科技创业服务中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32