一种面向冷链物流的低功耗温湿度采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种面向冷链物流的低功耗温湿度采集装置，包括微控制器、温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块；温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块分别与微控制器上对应的接口相接，微控制器在低功耗电源模块的作用下，定时通过温湿度传感器采集温度和湿度信息，写入存储单元后，经蓝牙通讯模块将数据发送至外部设备。

【技术实现步骤摘要】
一种面向冷链物流的低功耗温湿度采集装置
本专利技术涉及应用于冷链物流的环境监测设备，是一种具有低功耗特点的温湿度采集装置。
技术介绍
冷链物流能够保证易腐食品的质量、减少食品在流通中的损耗，延长食品的保存时间，在为消费者提供高品质食品的同时，也能为冷链各环节中生产商、供应商和流通企业带来巨大的利益。近年来，在其他行业，如医药、轻工、电子等行业对低温物流的需求不断增长，都有利于拉动冷链物流市场发展，不断增长的市场需求是商品生产和服务的发展动力。在经济持续发展和生活质量不断提高的形势下，冷链物流应如何长期可持续发展，已成为一个急需解决的课题。环境温湿度信息的实时采集、实时记录以及实时上传是冷链物流的重要环节，对冷链最终质量产生直接影响，然而在实际运输过程中，从车辆装载到冷藏库存储，由于未对环境监测设备的功耗使用进行优化，出现电池耗尽、各模块电源电压供给不足等问题时，令采集装置处于非正常工作状态，相关数据信息无法及时采集记录，使得冷链追溯监管效率大打折扣，甚至还将产生本可避免的经济损失。因此，对低功耗温湿度采集装置的需求应运而生。
技术实现思路
本专利技术的目的：提出一种具有低功耗特性的温湿度采集装置，能够在一定程度上降低冷链物流中的电源使用功耗，并拥有更持久的续航时间。为了实现本专利技术，拟采用以下技术：一种面向冷链物流的低功耗温湿度采集装置，其特征在于，所述的采集装置包括微控制器、温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块；所述温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块分别与微控制器上对应的接口相接，所述微控制器在低功耗电源模块的作用下，定时通过温湿度传感器采集温度和湿度信息，写入存储单元后，经蓝牙通讯模块将数据发送至外部设备。为了进一步降低本采集装置的信息采集功耗，作为本专利技术的一种实施方式，所述温湿度传感器模块为超低功耗的、集成温度传感器的数字湿度传感器。为了进一步降低本采集装置的电源使用功耗，作为本专利技术的一种实施方式，所述低功耗电源模块由纽扣电池、升压转换器、毫微定时器、单通道负载开关组合而成，实现定时长、间隔供电的方案。为了进一步降低本采集装置的数据传输功耗，作为本专利技术的一种实施方式，所述蓝牙通讯模块基于CC2540，具有低功耗特性。与现有技术相比，本专利技术有以下特点：1、装置中的温湿度传感器模块、低功耗电源、蓝牙通讯模块在工作时均具有低功耗的特性，在低温0℃~20℃的环境下能够保证装置整体拥有更低的功耗以及更持久的续航时间；2、装置通过蓝牙与车辆或冷藏库的外部设备进行连接，用以传输采集到的温湿度数据，在一定距离的范围内都可进行有障碍或无障碍无线通讯，具有一定的抗干扰性与普适性。附图说明：图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的模块连接图；图3为本专利技术的工作流程图。具体实施方式：下面结合附图，对本专利技术作详细说明。如图1所示，为本专利技术的结构示意图，包括微控制器、温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块。其中，微控制器选用MSP430FR5969超低功耗铁电微控制器，其具有比传统MCU更低的功耗，工作模式功耗仅为100uA/MHz，并有7个低功耗模式可供选择；温湿度传感器选用HDC1080，采用I2C通讯接口，可在低功耗情况下提供较高的测量准确度，适用于低电量电池供电的应用；存储单元选用微控制器上主控芯片64KB的FRAM，数据采集频率为5min/次，每次存储8bypt大小的情况下可供使用近27天，且数据循环覆盖；低功耗电源模块由Li-MnO2纽扣电池CR2302、升压转换器TPS61291、毫微定时器TPL5111、单通道负载开关TPS22968组合而成；蓝牙通讯模块选用基于CC2540的低功耗蓝牙无线模块，成本低，且支持蓝牙4.0。如图2所示，为本专利技术的模块连接图，温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块分别与微控制器上对应的接口相接，所述微控制器在低功耗电源模块的作用下，定时通过温湿度传感器采集温度和湿度信息，写入存储单元后，经蓝牙通讯模块将数据发送至外部设备。在低功耗电源模块中，使用了Li-MnO2纽扣电池CR2302、升压转换器TPS61291、毫微定时器TPL5111、单通道负载开关TPS22968的低功耗组合，其中，CR2302为Li-MnO2纽扣电池，标称电压3V，容量一般为200~230mAh；TPS61291为具有旁路操作的低Iq升压转换器，旁路模式下静态电流消耗会降至仅为15nA；TPL5111为用于电源门控的毫微功耗系统定时器，可通过电阻选择时间间隔，流耗仅为35nA；TPS22968为超低泄漏电流的单通道负载开关，其开关控制管脚可与低压控制信号直接对接。在整个采集装置中，纽扣电池的电压输出端与升压转换器的电压输入端相接，用以将3V的电压升至3.3V；升压转换器的电压输出端分别与毫微定时器的电压输入端、单通道负载开关的电压输入端相接，用以3.3V供电工作；毫微定时器的信号输出端分别与升压转换器的信号输入端、单通道负载开关的信号输入端相接，用以定时发送使能控制信号；单通道负载开关的电压输出端分别与毫微定时器的电压输入端、微控制器的电压输入端、温湿度传感器的电压输入端、蓝牙通讯模块的电压输入端相接，用以3.3V供电工作；微控制器信号输出端与毫微定时器信号输入端相接，向其发送脉冲控制信号；微控制器与温湿度传感器上的接口对应相接，通过I2C协议接收温湿度信息；微控制器与蓝牙通讯模块上的接口对应相接，通过UART串口向外部设备发送数据。如图3所示，为本专利技术的工作流程图。本采集装置采用固定时长、间隔供电方案，将整体功耗降到更低的水平上。采集装置正常工作时，当毫微定时器定时间隔到达，其使能信号将同时打开升压转换器与单通道负载开关，经升压转换器升压得到的3.3V电源供给微控制器及其他模块。在微控制器完成一次温湿度采集，将数据写入FRAM并将数据通过蓝牙发送至外部设备之后，微控制器会向毫微定时器发送脉冲通知其取消使能信号，从而令单通道负载开关关闭，同时升压转换器转换为旁路模式，微控制器及其外围模块停止供电，毫微定时器等待下一次定时间隔到达。对于本专利技术，从功耗的角度看，在升压转换器转换为旁路模式，微控制器及其外围模块停止供电的情况下，整体功耗仅为15nA（升压转换器TPS61291）+35nA（毫微定时器TPL5111）+12nA（单通道负载开关TPS22860）=62nA，由此可见，当采集装置工作时间间隔一定时，将大大降低整体的平均功耗。以上所述的仅是本专利技术的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向冷链物流的低功耗温湿度采集装置，其特征在于：所述的采集装置包括微控制器、温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块；所述温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块分别与微控制器上对应的接口相接，所述微控制器在低功耗电源模块的作用下，定时通过温湿度传感器采集温度和湿度信息，写入存储单元后，经蓝牙通讯模块将数据发送至外部设备。

【技术特征摘要】
1.一种面向冷链物流的低功耗温湿度采集装置，其特征在于：所述的采集装置包括微控制器、温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块；所述温湿度传感器、存储单元、低功耗电源模块、蓝牙通讯模块分别与微控制器上对应的接口相接，所述微控制器在低功耗电源模块的作...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈肇熙，
申请(专利权)人：陈肇熙，
类型：发明
国别省市：浙江,33