一种智能温湿度监测装置制造方法及图纸

一种智能温湿度监测装置。本发明专利技术具有采集精度高、稳定可靠、灵活性强、布置简单等优点，适用于人员不便达到的恶劣环境。包括数据采集终端节点、控制节点、网关节点；所述数据采集终端节点和控制节点都是以MCU主控芯片为核心；所述MCU主控芯片的UART通用串行接口连接异步串行接口输出传感器模块，所述MCU主控芯片的SPI接口连接同步串行接口传感器模块，所述MCU主控芯片的A/D模数转换接口连接湿度传感器，所述MCU主控芯片的通用I/O接口连接温度传感器；所述MCU主控芯片的一个输出端口连接电源模块，所述MCU主控芯片的另一个输出端口连接外部时钟模块；所述网关节点由ZigBee网络的协调节点FFD和GSM模块TC35i构成,所述协调节点FFD将收集到的数据通过RS232发送给GSM模块TC35i。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术常应用于粮库、温室大棚、工业安全监控系统等领域，具体地涉及一种智能温湿度监测装置。
技术介绍
温湿度监测的应用需求在众多领域引起了高度关注，粮库、温室大棚、工业安全监控系统等都需要实时地监测环境温湿度。目前，在实际应用中，参数采集点往往具有分布离散、移动性强等特点，导致传统的有线监测布线困难。随着无线传感器网络和远程传输技术的发展，为系统自动化在线实时监测提供了实现途径。基于ZigBee的无线传感器网络具有组网简单灵活、在线寿命长及移动性强等优点；而GPRS技术是中国移动推出的无线传输业务，采用分组交换技术，具有超强的稳定性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术就是针对传统有线温湿度监测系统布线困难等问题，弥补现有技术的不足，提供了一种智能温湿度监测装置；本专利技术将采集到的温湿度参数传输到异地监测中心或用户移动终端，具有采集精度高、稳定可靠、灵活性强、布置简单等优点，适用于人员不便达到的恶劣环境；本专利技术还具有良好的扩展性，通过简单的二次开发即可实现多种环境参数采集。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术一种智能温湿度监测装置，包括数据采集终端节点、控制节点、网关节点；其结构要点是：所述数据采集终端节点和控制节点都是以MCU主控芯片为核心；所述MCU主控芯片的UART通用串行接口连接异步串行接口输出传感器模块，所述MCU主控芯片的SPI接口连接同步串行接口传感器模块，所述MCU主控芯片的A/D模数转换接口连接湿度传感器，所述MCU主控芯片的通用I/O接口连接温度传感器；所述MCU主控芯片的一个输出端口连接电源模块，所述MCU主控芯片的另一个输出端口连接外部时钟模块；所述网关节点由ZigBee网络的协调节点FFD和GSM模块TC35i构成,所述协调节点FFD将收集到的数据通过RS232发送给GSM模块TC35i。作为本专利技术的一种优选方案，所述MCU主控芯片采用CC2530，所述CC2530内置晶体振荡器、RC振荡器。进一步地，所述CC2530芯片内部还设置丰富通信接口；包括UART通用串行接口、SPI接口、A/D模数转换接口、通用I/O接口。作为本专利技术的另一种优选方案，所述GSM模块采用了支持中文短消息的工业级TC35i。作为本专利技术的另一种优选方案，所述温度传感器采用DS18B20，所述温度传感器DS18B20与MCU主控芯片CC2530的P1.1端口进行连接；所述湿度传感器采用HS1101，其测量范围为0%~100%RH、误差在±2%RH。本专利技术的有益效果是。1、本专利技术提供了一种智能温湿度监测系统，基于ZigBee和GPRS无线通信技术；该系统以MCU主控芯片CC2530为核心，通过运行ZigBee协议栈来实现ZigBee无线传感器网络的组建，以实现多点分布式采集；并通过GPRS远程通信技术，将采集到的温湿度参数传输到异地监测中心或用户移动终端。该系统具有采集精度高、稳定可靠及灵活性强等优点。2、本专利技术采用ZigBee和GPRS技术相结合的温湿度监测系统具有布置简单成本低、稳定性高等特点，适用于人员不便达到的恶劣环境；该系统具有良好的扩展性，通过简单的二次开发即可实现多种环境参数采集；为了减少无线通信的能量损耗和网络拥塞，还可以在无线退避算法和数据融合方面作进一步的研究。附图说明图1是本专利技术的ZigBee和GPRS无线网络通信结构图。图2是本专利技术的数据采集终端节点和控制节点的硬件结构图。图3是本专利技术一种智能温湿度监测系统的温度传感器电路连接原理图。图4是本专利技术一种智能温湿度监测系统的湿度监测原理图。具体实施方式如图1和图2所示，为本专利技术的ZigBee和GPRS无线网络通信结构图和数据采集终端节点和控制节点硬件结构图。图中，包括数据采集终端节点、控制节点、网关节点；其结构要点是：所述数据采集终端节点和控制节点都是以MCU主控芯片为核心；所述MCU主控芯片的UART通用串行接口连接异步串行接口输出传感器模块，所述MCU主控芯片的SPI接口连接同步串行接口传感器模块，所述MCU主控芯片的A/D模数转换接口连接湿度传感器，所述MCU主控芯片的通用I/O接口连接温度传感器；所述MCU主控芯片的一个输出端口连接电源模块，所述MCU主控芯片的另一个输出端口连接外部时钟模块；所述网关节点由ZigBee网络的协调节点FFD和GSM模块TC35i构成,所述协调节点FFD将收集到的数据通过RS232发送给GSM模块TC35i。结合附图1和2阐述本专利技术的工作原理：该监测系统由数据采集终端节点、网关节点构成，数据采集终端节点是用来采集传感器数据，并将采集到的数据通过ZigBee网络发送到协调节点的一种精简功能设备RFD。网关节点由ZigBee网络的全功能设备FFD和GSM模块TC35i构成，FFD在此又承担着PAN网络的协调器任务，所以又叫做协调节点。网关节点主要功能是ZigBee网络和GSM网络通信接口之间的转换。协调节点将收集到的数据通过RS232发送给GSM模块，从而实现将无线个域网的数据汇聚并转发到GSM公用网络；通过GSM网络，系统将采集到的温湿度数据实时地传输到远程监控中心或用户移动终端。本专利技术所述MCU主控芯片采用CC2530，所述CC2530内置晶体振荡器、RC振荡器。在不同的应用需求下，可以选择对应的振荡器以降低功耗进一步地，如在休眠模式下就可以使用RC振荡器。所述CC2530芯片内部还设置丰富通信接口；包括UART通用串行接口、SPI接口、A/D模数转换接口、通用I/O接口。能够满足目前大部分传感器接口的应用需求；所以，使用该芯片后，系统的采集功能具有很好的扩展性。所述GSM模块采用了支持中文短消息的工业级TC35i。其体积小巧、功耗低，能提供数据、短信、语音、传真等功能，可广泛用于遥感测量记录传输、远程信息处理和电话等。所述温度传感器采用DS18B20是一种单总线数据温度传感器，测量范围广、精度高；通信时无需时钟线，只需一根通信线，可与CC2530的任一普通I/O口实现通信，本专利技术采用P1.1端口；所述湿度传感器采用HS1101，其测量范围为0%~100%RH、误差在±2%RH。所述HS1101的电容量会随着空气湿度的变化而呈同性变化，将HS1101振荡电路中所产生的正弦波电压信号经整流、直流放大，再通过CC2530的A/D转换模块将输出的直流电压转化为数字量。如图4所示，为本专利技术一种智能温湿度监测系统的湿度监测原理图。图中，包括主振荡电路模块、受控振荡电路模块，所述主振荡电路模块和受控振荡电路模块的输出端均与脉冲叠加回路模块连接，所述脉冲叠加回路模块的输出端连接积分电路模块，所述积分电路模块的输出端连接放大电路模块。可以理解的是，以上关于本专利技术的具体描述，仅用于说明本专利技术而并非受限于本专利技术实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利技术进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本专利技术的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能温湿度监测装置，包括数据采集终端节点、控制节点、网关节点；其特征在于：所述数据采集终端节点和控制节点都是以MCU主控芯片为核心；所述MCU主控芯片的UART通用串行接口连接异步串行接口输出传感器模块，所述MCU主控芯片的SPI接口连接同步串行接口传感器模块，所述MCU主控芯片的A/D模数转换接口连接湿度传感器，所述MCU主控芯片的通用I/O接口连接温度传感器；所述MCU主控芯片的一个输出端口连接电源模块，所述MCU主控芯片的另一个输出端口连接外部时钟模块；所述网关节点由ZigBee网络的协调节点FFD和GSM模块TC35i构成,所述协调节点FFD将收集到的数据通过RS232发送给GSM模块TC35i。

【技术特征摘要】
1.一种智能温湿度监测装置，包括数据采集终端节点、控制节点、网关节点；其特征在于：所述数据采集终端节点和控制节点都是以MCU主控芯片为核心；所述MCU主控芯片的UART通用串行接口连接异步串行接口输出传感器模块，所述MCU主控芯片的SPI接口连接同步串行接口传感器模块，所述MCU主控芯片的A/D模数转换接口连接湿度传感器，所述MCU主控芯片的通用I/O接口连接温度传感器；所述MCU主控芯片的一个输出端口连接电源模块，所述MCU主控芯片的另一个输出端口连接外部时钟模块；所述网关节点由ZigBee网络的协调节点FFD和GSM模块TC35i构成,所述协调节点FFD将收集到的数据通过RS232发送给GSM模块TC35i。
2.根据权利要求1所述的一种智能温湿度监测装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓波，
申请(专利权)人：李晓波，
类型：发明
国别省市：辽宁;21