一种带GPS定位的压力传感智能终端制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带GPS定位的压力传感智能终端，高容量锂电池提供供电电源，该锂电池的3.6V供电一部分给通信模块供电，另一部分通过LDO电源转换芯片转换成3.0V给板上其他器件供电；嵌入式MCU完成IO状态、外部压力传感器的监测以及无线通信模块通信；BC20模组同时集成了NB‑IOT通讯和GPS定位模块功能，嵌入式MCU通过串行数字接口连接电桥信号采集电路，该电桥信号采集电路通过电桥信号采集压力传感器的压力信号，嵌入式MCU通过I2C连接加速度传感器。终端采用无线方式，由高能锂电池供电，同时超低功耗免维护；压力传感器智能终端加载GPS定位模块，当其发生丢失时可根据GPS定位信息进行追回。

A pressure sensor intelligent terminal with GPS positioning

【技术实现步骤摘要】
一种带GPS定位的压力传感智能终端
本技术属于信息控制领域，涉及采用信息手段对压力的智能控制，尤其是一种带GPS定位的压力传感智能终端。
技术介绍
目前，有源压力传感器的采集节点主要通过搭建有线连接以及电源实施安装，由此会增加采集节点的安装成本和难度，对安装人员的专业技术水平也有要求；而且，大部分没有连接网络，不方便对采集信息进行数据的统计以及计算；此外，还没有GPS定位功能，缺失对采集节点的地理信息的采集。通过公开专利文献的检索，发现如下一篇与本专利申请相关的专利：一种支持GPS无线管网压力测量装置(cn203298925U)，它设有微功耗处理器负责收集压力、电池电压、地理位置等信息，并通过程序进行编码，然后发送给GPRS模块进行数据传输；GPS模块主要用于获取卫星信号，并取得设备安装地点的经度、纬度、高度及时钟信息，然后将这些信息发送给微功耗处理器；GPRS通讯模块主要负责将处理器采集到的信号发送到数据中心服务器，并接收网络中数据中心的指令。本技术主要应用于对管网压力的精确测量，并通过GPRS模块、GPS模块将采集到的管网压力、电池电压、信号强度、设备安装的二纬信息发送给数据中心，并通过数据中心的软件形象的展现出来，供工作人员对管网进行调度提供信息参考。通过技术特征的对比，上述的公开专利与本专利申请的技术方案不相同，不会影响本专利申请的新颖性及创造性。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种带GPS定位的压力传感智能终端，该终端采用无线方式，由高能锂电池供电，同时超低功耗免维护；压力传感器智能终端加载GPS定位模块，当其发生丢失时可根据GPS定位信息进行追回。本技术的目的是这样实现的：一种带GPS定位的压力传感智能终端，包括高容量锂电池、电源转换、嵌入式MCU、BC20模组、电桥信号采集电路和加速度传感器，高容量锂电池提供供电电源，该锂电池的3.6V供电一部分给通信模块供电，另一部分通过LDO电源转换芯片转换成3.0V给板上其他器件供电；嵌入式MCU完成IO状态、外部压力传感器的监测以及无线通信模块通信；BC20模组同时集成了NB-IOT通讯和GPS定位模块功能，嵌入式MCU通过串行数字接口连接电桥信号采集电路，该电桥信号采集电路通过电桥信号采集压力传感器的压力信号，嵌入式MCU还通过I2C连接加速度传感器。而且，所述加速度传感器的电路包括加速度传感器U4所挂接的电阻R6、R7、R8为总线串接电阻，加速度传感器U4与嵌入式MCU之间连接的电阻R4和R5为U4与嵌入式MCU之间的信号提供稳定的初始电平。而且，所述电桥信号采集电路的电路包括电桥信号采集芯片U6、外接的压力传感器探头的接口P4、电压转化电路U5、P沟MOS管Q4和NPN三极管Q5，接口P4将压力传感器探头的4线电桥信号引入电桥信号采集芯片U6，电压转化电路U5将锂电池的3.6V电压转换为3.0电压，P沟MOS管Q4和NPN三极管Q5组成电源控制电路，电桥信号采集芯片U6通过电阻R14拉低SPEED引脚来设置的ADC采集速度。本技术的优点和积极效果是：1、本技术采用的NB-IoT通讯为超低功耗可实现免维护，定时通过压力测量部分监测环境压力，当压力达到预设值或发生冲击事件触发报警机制激活GPS定位部分，由NB-IoT通讯部分将信息上报到NB-IoT基站，NB-IoT基站报警，并系统生产工单，将工单信息推送给指定运维人员的手机，进行现场运维。2、本技术不采用有线方式，由高能锂电池供电，同时超低功耗免维护；压力传感器智能终端加载GPS定位模块，当其发生丢失时可根据GPS定位信息进行追回。3、本技术的嵌入式MCU通过串行数字接口连接电桥信号采集电路，该电桥信号采集电路通过电桥信号采集压力传感器的压力信号，嵌入式MCU还通过I2C连接加速度传感器，设计精密巧妙，信号传输可靠。附图说明图1为本技术的控制电路方框图；图2为本技术加速度传感器的电路原理图；图3为本技术电桥信号采集电路的电路原理图。具体实施方式下面结合实施例对本技术进一步说明：下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本技术的保护范围。一种带GPS定位的压力传感智能终端，包括高容量锂电池、电源转换、嵌入式MCU、BC20模组、电桥信号采集电路和加速度传感器，高容量锂电池提供供电电源，该锂电池的3.6V供电一部分给通信模块供电，另一部分通过LDO电源转换芯片转换成3.0V给板上其他器件供电。嵌入式MCU完成IO状态、外部压力传感器的监测以及无线通信模块通信，其型号为ST厂商的stm32l1系列单片机。电路板上的无线通信模块使用Quectel厂商BC20模组，该模组同时集成了NB-IOT通讯和GPS定位模块功能。嵌入式MCU通过串行数字接口连接电桥信号采集电路，该电桥信号采集电路通过电桥信号采集压力传感器的压力信号，嵌入式MCU还通过I2C连接加速度传感器。图2为加速度传感器的电路原理图，包括加速度传感器U4，其型号为ADXL345，具有uA级别的工作电流和待机电流，通信总线为SPI总线，并具备检测物理冲击事件并通过终端信号INT_ADXL通知嵌入式MCU的功能。加速度传感器U4所挂接的电阻R6、R7、R8为总线串接电阻，可调整SPI总线信号直流；加速度传感器U4与嵌入式MCU之间连接的电阻R4和R5为U4与嵌入式MCU之间的信号提供稳定的初始电平。图3为电桥信号采集电路的电路原理图，包括电桥信号采集芯片U6、外接的压力传感器探头的接口P4、电压转化电路U5、P沟MOS管Q4和NPN三极管Q5，电桥信号采集芯片U6为24bit电桥信号采集芯片ADS1231，接口P4将压力传感器探头的4线电桥信号引入电桥信号采集芯片U6。电压转化电路U5将锂电池的3.6V电压转换为3.0电压。P沟MOS管Q4和NPN三极管Q5组成电源控制电路，控制整个电桥采集信号电路的电源输入，电桥信号采集芯片U6通过电阻R14拉低SPEED引脚来设置的ADC采集速度。电桥信号采集芯片U6与MCU通信采用串行数字信号，一条时钟线SCLK和一条数据线DOUT；嵌入式MUC通过电桥信号采集芯片U6，可以实时地采集外接压力传感器的压力数值。本实施例所没有详细叙述的电路部分，包括一些外围电路，可以认为是现有技术；虽没有详细描述，或者不是十分清晰，但不影响本专利申请的技术完整性。本技术的工作方式是：智能终端通过压力传感器探头安装在需要监测的称重台或者绳索附近，终端定时采集P4接口连接的压力传感器，读取当时GPS定位信息，通过NB-IoT上报给NB-IoT基站进行统计；NB-IoT基站可以直观地获得测试台上货物的重量信息或者绳索的拉力情况。当终端收到物理冲击，设备会产生告警信息并采集当时被测称重台或绳索的状态，读取GPS定位信息，上报给NB-IoT基站报告告警事件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带GPS定位的压力传感智能终端，其特征在于：包括高容量锂电池、电源转换、嵌入式MCU、BC20模组、电桥信号采集电路和加速度传感器，高容量锂电池提供供电电源，该锂电池的3.6V供电一部分给通信模块供电，另一部分通过LDO电源转换芯片转换成3.0V给板上其他器件供电；嵌入式MCU完成IO状态、外部压力传感器的监测以及无线通信模块通信；BC20模组同时集成了NB-IOT通讯和GPS定位模块功能，嵌入式MCU通过串行数字接口连接电桥信号采集电路，该电桥信号采集电路通过电桥信号采集压力传感器的压力信号，嵌入式MCU还通过I2C连接加速度传感器。/n

【技术特征摘要】
1.一种带GPS定位的压力传感智能终端，其特征在于：包括高容量锂电池、电源转换、嵌入式MCU、BC20模组、电桥信号采集电路和加速度传感器，高容量锂电池提供供电电源，该锂电池的3.6V供电一部分给通信模块供电，另一部分通过LDO电源转换芯片转换成3.0V给板上其他器件供电；嵌入式MCU完成IO状态、外部压力传感器的监测以及无线通信模块通信；BC20模组同时集成了NB-IOT通讯和GPS定位模块功能，嵌入式MCU通过串行数字接口连接电桥信号采集电路，该电桥信号采集电路通过电桥信号采集压力传感器的压力信号，嵌入式MCU还通过I2C连接加速度传感器。


2.根据权利要求1所述的带GPS定位的压力传感智能终端，其特征在于：所述加速度传...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东平，王洪峰，王震，
申请(专利权)人：天津耀通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12