一种微功耗GPRS数据传输终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微功耗GPRS数据传输终端，该终端包括主控制器单元、正常供电单元、待机供电单元、GPRS单元和数据采集单元，该终端具有两种工作模式即：正常工作模式和待机模式，并且可以在两种模式下自动进行切换，同时在设备的供电单元中进行了相应的微功耗设计。通过对终端工作模式的区分和供电单元中降低功耗的设计，本实用新型专利技术可有效达到节省电能、降低功耗、节约数据流量的目的。

A micro power GPRS data transmission terminal

The utility model discloses a micro power GPRS data transmission terminal. The terminal includes the main controller unit, the normal power supply unit, the standby power supply unit, the GPRS unit and the data acquisition unit. The terminal has two operating modes, the normal working mode and the standby mode, and can switch automatically in the two modes. At the same time, the corresponding micro power consumption design is carried out in the power supply unit of the device. By differentiating the working mode of the terminal and reducing the power consumption in the power supply unit, the utility model can effectively save the power, reduce the power consumption and save the data flow.

【技术实现步骤摘要】
一种微功耗GPRS数据传输终端
本技术涉及无线数据传输终端领域，特别涉及一种微功耗GPRS数据传输终端。
技术介绍
在工业设备生产、运行过程中，需要对设备运行状态和现场信号进行监控，在不方便布置线缆的场合，通常采用无线数据传输终端将数据通过无线网络上传至服务器。众所周知，GPRS数据传输终端在进行公网注册和数据传输时，峰值电流达到2A，功耗很大，如果在非工作周期不间断的进行数据的传输，那么会造成电力资源的浪费，不符合绿色、低碳、环保的工业4.0理念。因此对于某些不需要实时监控采集的场合，只需在关键的时间点进行信号的采集即可，此时设备处在正常工作模式；而其余时间无需对信号进行采集和数据传输，此时设备处在待机模式。目前有的数据传输终端没有对工作模式进行区分，如专利CN203350639U，这会造成非工作周期内电力资源的浪费；有的数据传输终端虽然已对工作模式进行区分，但是忽略了供电电源部分的功率损耗，不利于微功耗产品的实际应用，如专利CN201010594818.2中所述，虽然该专利的设计静态电流很低，但是在产品待机状态，DC/DC芯片的损耗却不容忽视。因此本技术提出了一种微功耗GPRS数据传输终端，在一定程度上能达到节能、省电、节省流量的作用。
技术实现思路
本技术的目的在于对现有技术存在的不足加以解决，提供一种微功耗GPRS数据传输终端，以降低数据传输终端的功耗和所需数据流量，达到节能、省电、节省流量的作用。本技术可通过以下技术方案予以实现：一种微功耗GPRS数据传输终端，其特征是终端具有正常工作模式和待机工作模式，包括主控制器单元、正常供电单元、待机供电单元、GPRS单元和数据采集单元；所述主控制器单元，由微控制器电路、实时时钟电路和存储电路组成；所述微控制器电路由具有Cortex-M3内核和Standby工作模式的芯片STM32F107VCT6及其外围电路组成；实时时钟电路由芯片DS1302及其外围电路组成；存储电路由芯片SST25VF064C及其外围电路组成；所述待机供电单元，由稳压管ZMM7V5、MOS管MMFT960及其外围电路组成；正常供电单元和待机供电单元均连接至外部电源的输入端；芯片DS1302作为外部时钟，为设备提供精确的实时时钟；芯片STM32F107VCT6控制MOS管MMFT960；芯片STM32F107VCT6具有内部RTC实时唤醒功能，主控制器会有规律的定时从待机工作模式中唤醒进入正常工作模式，通过数据采集单元对信号进行采集与无线数据传输，实现了两种工作模式的自动循环切换。所述正常供电单元，由DC/DC转换芯片TPS54331及其外围电路构成。所述GPRS单元，由自带TCP/IP协议的模块MC52IR3或SIM800C或G510及其外围电路组成。所述数据采集单元，由采集1-5V或4-20ma模拟量信号的电路组成。所述外部电源输入端电压为直流9V～28V，所述外部电源为电源适配器、电池或太阳能电池板中的一种。微功耗GPRS数据传输终端对信号进行采集、传输时，因无线网络的连接与数据传输所需电流较大，而TPS54331芯片的转换效率高，能量损耗小，自身静态电流小，此时待机供电单元的MOS管受主控制器单元控制处于关闭状态，无多余的电量损耗，因而降低了功耗。微功耗数据传输终端处于待机模式时，由待机供电单元对设备供电，此时微控制器处于Standby模式，功耗很低，所需电流仅为3.8uA，而待机供电单元中的电流由被供电电路中的电流决定，所以待机供电单元中的电流极低，无明显的电能损耗，而且处于待机模式时，微控制器关断了正常供电单元的供电，所以GPRS单元和数据采集单元无电源供应，因而能达到省电、节约流量的目的。附图说明图1是本技术内部结构框图。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式进行说明：如图1所示，一种微功耗GPRS数据传输终端电路，包括主控制器单元、正常供电单元、待机供电单元、GPRS单元和数据采集单元。所述主控制器单元，由微控制器电路、实时时钟电路和存储电路组成。所述微控制器电路由芯片STM32F107VCT6及其外围电路组成；实时时钟电路由芯片DS1302及其外围电路组成；存储电路由芯片SST25VF064C及其外围电路组成。所述正常供电单元，由DC/DC转换芯片TPS54331及其外围电路组成，为整个终端供电。所述待机供电单元，由稳压管ZMM7V5、MOS管MMFT960及其外围电路组成。所述GPRS单元，为模块MC52IR3、SIM800C或G510中的一种及其外围电路组成。所述数据采集单元，由采集1-5V或4-20ma模拟量信号的电路组成。当设备进行数据采集与传输时，正常供电单元工作，为设备供电，待机供电单元因芯片STM32F107VCT6对MOS管MMFT960的控制而关闭，在这种工作模式下，芯片STM32F107VCT6将数据采集单元采集到的数据存到芯片SST25VF064C中，并通过串口发送AT指令让GPRS模块进行无线网络的连接与注册，当GPRS模块分配到公网IP后，STM32F107VCT6将存在芯片SST25VF064C中的数据，通过串口发送给GPRS模块，由GPRS模块通过公网上传至数据服务器。当设备无需进行数据监控、传输时，芯片STM32F107VCT6首先通过IO口控制MOS管MMFT960让待机供电单元工作，然后通过IO口控制芯片TPS54331不使能从而关闭正常供电单元，此时无线传输单元和数据采集单元无电源供应，然后芯片STM32F107VCT6进入Standby模式，此时功耗极低，电流低至3.8uA，而待机供电单元中的电流由被供电电路中的电流决定，故而待机供电单元中无多余的电能损耗，因此整个设备此时的功耗极低且无不必要的电能损耗。此外，由于选择的芯片STM32F107VCT6具有内部RTC实时唤醒功能，主控制器会有规律的定时从待机工作模式中唤醒进入正常工作模式，对信号进行采集与无线数据传输，无需人工对设备进行唤醒，从而实现了两种工作模式的循环切换。值得注意的是，由于芯片STM32F107VCT6使用了内部RTC实时唤醒功能，为解决实时时钟的精确性和保障设备运行时间的准确性，本技术采用了芯片DS1302的作为外部时钟，该种设计可以有效的为系统提供精确的实时时钟，从而解决芯片STM32F107VCT6由于使用了内部RTC而无法使用外部RTC的问题。针对GPRS数据传输终端功耗高、耗能多、数据流量大的市场现状，我们提出了本技术，通过本技术的应用可以达到节约电能、降低功耗、节省数据流量的目的。需要说明的是：以上实施方式只是示例性的，不能理解为是对本技术保护范围的限制；只要是根据本专利原理之内所作的任何等同变更或修饰，均落入本技术保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微功耗GPRS数据传输终端，其特征在于：终端具有正常工作模式和待机工作模式，包括主控制器单元、正常供电单元、待机供电单元、GPRS单元和数据采集单元；所述主控制器单元，由微控制器电路、实时时钟电路和存储电路组成；所述微控制器电路由具有Cortex‑M3内核和Standby工作模式的芯片STM32F107VCT6及其外围电路组成；实时时钟电路由芯片DS1302及其外围电路组成；存储电路由芯片SST25VF064C及其外围电路组成；所述待机供电单元，由稳压管ZMM7V5、MOS管MMFT960及其外围电路组成；正常供电单元和待机供电单元均连接至外部电源的输入端；芯片DS1302作为外部时钟，为设备提供精确的实时时钟；芯片STM32F107VCT6控制MOS管MMFT960；芯片STM32F107VCT6具有内部RTC实时唤醒功能，主控制器有规律的定时从待机工作模式中唤醒进入正常工作模式，通过数据采集单元对信号进行采集与无线数据传输，实现了两种工作模式的自动循环切换。

【技术特征摘要】
1.一种微功耗GPRS数据传输终端，其特征在于：终端具有正常工作模式和待机工作模式，包括主控制器单元、正常供电单元、待机供电单元、GPRS单元和数据采集单元；所述主控制器单元，由微控制器电路、实时时钟电路和存储电路组成；所述微控制器电路由具有Cortex-M3内核和Standby工作模式的芯片STM32F107VCT6及其外围电路组成；实时时钟电路由芯片DS1302及其外围电路组成；存储电路由芯片SST25VF064C及其外围电路组成；所述待机供电单元，由稳压管ZMM7V5、MOS管MMFT960及其外围电路组成；正常供电单元和待机供电单元均连接至外部电源的输入端；芯片DS1302作为外部时钟，为设备提供精确的实时时钟；芯片STM32F107VCT6控制MOS管MMFT960；芯片STM32F107VCT6具有内部RTC实时唤醒功能，主...

【专利技术属性】
技术研发人员：周珺成，成斐鸣，吴瑞娜，田雨，
申请(专利权)人：西安航天自动化股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61