一种MEMS无线振动报警传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种MEMS无线振动报警传感器，包括设置在壳体内的电源模块、采样模块、数据传输模块和控制模块；所述电源模块为内置锂电池；所述采样模块为MEMS传感器，用于采集X、Y、Z三个方向上的振动加速度幅度；所述控制模块为MCU控制器，用于分析处理接收到的振动加速度幅度，当振动加速度幅度高于预设的设定值时，发送报警指令；当振动加速度幅度低于或等于预设的设定值时，控制整个传感器低功耗运行；所述数据传输模块采用NB‑IoT无线通信，用于将报警指令传输给用户端，以及用户端实时监测传感器状态。本实用新型专利技术监测更为全面，采集到数据准确度高，耗能低，使用寿命长，可连续长时间监测同一场所的振动，不用频繁更换传感器，减小了人力投入。

A Wireless Vibration Alarm Sensor Based on MEMS

The utility model provides a wireless vibration alarm sensor for MEMS, including a power supply module, a sampling module, a data transmission module and a control module arranged in the housing; the power supply module is a built-in lithium battery; the sampling module is a MEMS sensor for collecting vibration acceleration amplitudes in three directions of X, Y and Z; and the control module is a MCU controller for analysis and processing. When the amplitude of vibration acceleration received is higher than the preset setting value, the alarm command is sent; when the amplitude of vibration acceleration is lower or equal to the preset setting value, the whole sensor is controlled to run with low power consumption; the data transmission module adopts NB_IoT wireless communication, which is used to transmit the alarm command to the client and monitor the sensor status in real time. State. The utility model has the advantages of more comprehensive monitoring, high accuracy of data acquisition, low energy consumption and long service life, and can continuously monitor the vibration of the same place for a long time without frequent replacement of sensors, thus reducing human input.

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS无线振动报警传感器
本技术涉及振动报警传感器领域，具体地，涉及一种MEMS无线振动报警传感器。
技术介绍
加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。现有的加速度传感器一般待机时间短，需及时更换电池或传感器，不能持续监测；而且当数据出现异常，用户需要现场查看或导出数据，没有自动报警功能，且不能实时进行远程监测，具有一定的局限性。MEMS全称MicroElectromechanicalSystem，微机电系统。是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。主要由传感器、动作器(执行器)和微能源三大部分组成。为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等以及它们的集成产品。基于蜂窝的窄带物联网(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种MEMS无线振动报警传感器，其不仅可以采集X、Y、Z三个方向上的振动加速度幅度，监测更为全面，采集到的数据更为准确；而且在振动加速度幅度高于预设的设定值时，发送报警指令，及时通知用户端处理；而在正常状态时，则控制整个传感器低功耗运行，节省了能耗，延长了使用寿命，可连续长时间监测同一场所的振动，不用频繁更换传感器，减小了人力投入。根据本技术的一个方面，提供一种MEMS无线振动报警传感器，包括设置在壳体内的电源模块、采样模块、数据传输模块和控制模块；其中，--所述电源模块包括内置锂电池和充放电电源管理器，通过所述充放电电源管理器给传感器的运行提供电能；内置锂电池使得传感器能够独立运行，不用连接电源插座，方便使用，扩宽了应用范围；而且锂电池的待机时间长，使用寿命长，使用寿命长达2年，实现了连续长时间监测采集数据，有效避免了频繁更换电池，影响监测等问题；--所述采样模块为MEMS传感器，用于采集X、Y、Z三个方向上的振动加速度幅度，其集传感器和A/D采样模块为一体，更为智能化，有效节省了空间，减少了传感器的体积，以及减轻了传感器重量，且三轴加速度的测量方式，监测更为全面，采集到的数据更为准确；--所述控制模块为MCU控制器，用于分析处理接收到的振动加速度幅度，当判断出振动加速度幅度高于预设的设定值时，发送报警指令；当判断出振动加速度幅度低于或等于预设的设定值时，控制整个传感器低功耗运行；如此，节省了能耗，延长了使用寿命，可连续长时间监测同一场所的振动，不用频繁更换传感器，减小了人力和财力投入；--所述数据传输模块采用NB-IoT无线通信，用于将报警指令通过无线天线传输给用户端，以及用户端通过数据传输模块实时监测传感器状态，即用户端为：报警指令通过数据传输模块传输给云端服务器，再传输给工作人员的手机APP，工作人员直接在APP上调取采集的数据，监测电池剩余电量的待机时长，可使用寿命，以及任何时间的振动状态等；NB-IoT无线通信不仅低功耗传输，而且可直接接入公共网络传输数据，延长了使用寿命。优选的，所述壳体的一侧壁上设有射频天线，用于发射无线信号，方便数据传输。优选的，所述壳体的另一侧壁上设置有USB充电接口、电源指示灯和工作状态/通讯指示灯。优选的，所述壳体的背部设有磁座或安装孔，用于安装固定传感器，不同的场所可选择与之适用的安装方式，如带金属物的装置上，可选择磁座的方式，若为非金属材质的装置，则可选择安装孔配合螺丝固定安装传感器。优选的，所述充放电电源管理器与所述USB充电接口连接，当锂电池中储存的电能耗尽时，可通过USB充电接口对内置的锂电池进行充电，重复使用，不会造成资源浪费，而且充电便捷快速，不会中断监测，实现了连续监测。优选的，所述壳体由铝合金材质制成，轻便，价格低廉。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：(1)本技术所涉及的MEMS无线振动报警传感器，设计原理为：MCU控制器分析采集到的X、Y、Z三个方向上的振动加速度幅度是否高于预设的设定值，以决定是发送报警指令，还是控制整个传感器低功耗运行，有效节省了能耗，延长了使用寿命；(2)本技术所涉及的MEMS无线振动报警传感器，其结构简单、设计巧妙、效果显著；(3)本技术所涉及的MEMS无线振动报警传感器，应用范围广，可应用于防盗、防撞、野外监测、防灾，如监测山体滑坡、水坝承受水的冲击力、地震等；(4)本技术所涉及的MEMS无线振动报警传感器，内置锂电池待机时间长，使用寿命长，可连续长时间监测同一场所的振动，不用频繁更换传感器和电池，减小了人力和时间投入；(5)本技术所涉及的MEMS无线振动报警传感器，可根据不同的应用场所需求选择合适的固定安装方式，灵活快捷，实用性强，安全可靠，稳定牢固；(6)本技术所涉及的MEMS无线振动报警传感器，三轴加速度的测量方式，监测更为全面，实现了信号高精度采集；(7)本技术所涉及的MEMS无线振动报警传感器，用户端可通过数据传输模块实时监测传感器状态，如电池的剩余电量，可使用寿命，以及任何时间的振动状态等，实现了实时监控，更为安全可靠；(8)本技术所涉及的MEMS无线振动报警传感器，采用NB-IoT无线通信，不仅低功耗传输，而且可直接接入公共网络传输数据；(9)本技术所涉及的MEMS无线振动报警传感器，制造工艺简单，成本低，实用性强，应用范围广，适合大范围推广。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为MEMS无线振动报警传感器的原理模块示意图；图2为MEMS无线振动报警传感器的组成连接示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本技术的保护范围。实施例本实施例提供一种MEMS无线振动报警传感器，其原理模块图和组成连接示意图详见附图1和2所示：包括设置在壳体内的电源模块、采样模块、数据传输模块和控制模块；其中，--所述电源模块包括内置锂电池和充放电电源管理器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS无线振动报警传感器，其特征在于，包括设置在壳体内的电源模块、采样模块、数据传输模块和控制模块；其中，‑‑所述电源模块包括内置锂电池和充放电电源管理器，通过所述充放电电源管理器给传感器的运行提供电能；‑‑所述采样模块为MEMS传感器，用于采集X、Y、Z三个方向上的振动加速度幅度；‑‑所述控制模块为MCU控制器，用于分析处理接收到的振动加速度幅度，当判断出振动加速度幅度高于预设的设定值时，发送报警指令；当判断出振动加速度幅度低于或等于预设的设定值时，控制整个传感器低功耗运行；‑‑所述数据传输模块采用NB‑IoT无线通信，用于将报警指令通过无线天线传输给用户端，以及用户端通过数据传输模块实时监测传感器状态。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS无线振动报警传感器，其特征在于，包括设置在壳体内的电源模块、采样模块、数据传输模块和控制模块；其中，--所述电源模块包括内置锂电池和充放电电源管理器，通过所述充放电电源管理器给传感器的运行提供电能；--所述采样模块为MEMS传感器，用于采集X、Y、Z三个方向上的振动加速度幅度；--所述控制模块为MCU控制器，用于分析处理接收到的振动加速度幅度，当判断出振动加速度幅度高于预设的设定值时，发送报警指令；当判断出振动加速度幅度低于或等于预设的设定值时，控制整个传感器低功耗运行；--所述数据传输模块采用NB-IoT无线通信，用于将报警指令通过无线天线传输给用户端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宗敏，
申请(专利权)人：上海澄科电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31