CN218566565U - 一种智能环境监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能环境监测装置，包括壳体，中央处理单元，以及分别与中央处理单元连接的电源管理单元，通信管理单元，温湿度传感器和光照传感器，温湿度传感器用于检测空气的温度，湿度并传输给中央处理单元，光照传感器用于检测光照强度并传输给中央处理单元，通信管理单元用于与外部的无线网络进行数据通信，智能环境监测装置还包括电源模块，所述电源模块包括第一电源和第二电源，电源管理单元分别连接第一电源和第二电源，并在第一电源和第二电源之间切换，本实用新型内置多种传感器，可采集多种信号，并通过通信管理单元与外部无线网络进行数据通信，通过两个电源给监测装置供电，自动切换电源供电，确保系统可靠运行。

Description

一种智能环境监测装置

技术领域

本实用新型涉及监测技术领域，具体涉及一种多要素的智能环境监测装置。

背景技术

随着国内智慧农业、智慧城市的兴起，大数据和人工智能技术被广泛应用。智能辅助监测装置随之被大量应用在相关场景里。在相关领域应用中，包含多种环境要素的监测，如：温度、湿度、光照、土壤温湿度及电导率等。各种各样的要素对应各种传感器和传感器检测技术，市面上均有单独产品售卖，在行业内有非常多的选择和类型，但大多是独立某类传感器，仅仅能对数据进行采集而不能进行处理。亦或者是，纯数据处理装置，仅负责对数据进行处理而不能实现特定要素的采集。在实际应用场景下，需要同时配备两者，以实现采集及处理。而在两者的产品选择上，非常繁杂，匹配也存在各种问题，给工程开展带来各种风险和成本开支，系统稳定性也得不到保证。同时，大多采集装置不具备防水能力，需要额外配备防水箱或者置于室内，与户外传感器通过长线连接。使得部署很不方便。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种可采集多种信号的智能环境监测装置。

本实用新型实施例提供一种智能环境监测装置，包括壳体，中央处理单元，以及分别与中央处理单元连接的电源管理单元，通信管理单元，温湿度传感器和光照传感器，温湿度传感器用于检测空气的温度，湿度并传输给中央处理单元，光照传感器用于检测光照强度并传输给中央处理单元，通信管理单元用于与外部的无线网络进行数据通信，智能环境监测装置还包括电源模块，所述电源模块包括第一电源和第二电源，电源管理单元分别连接第一电源和第二电源，并在第一电源和第二电源之间切换，本实用新型内置多种传感器，可采集多种信号，并通过通信管理单元与外部无线网络进行数据通信，通过两个电源给监测装置供电，自动切换电源供电，确保系统可靠运行。

可选地，当第一电源的电压大于第二电源的电压时，所述电源管理单元切换所述第一电源供电，当第一电源的电压小于第二电源的电压时，所述电源管理单元切换所述第二电源供电。

可选地，所述第一电源为内置电池，所述第二电源为太阳能电池，当太阳能电池供电时，所述太阳能电池通过电源管理单元给内置电池充电。

可选地，所述电源管理单元包括充电单元，所述充电单元连接所述太阳能电池和内置电池，通过充电单元为所述内置电池充电。

可选地，所述电源管理单元包括降压电路，所述降压电路将内置电池或太阳能电池输出的电压降低至预设值后给中央处理单元，通信管理单元，温湿度传感器和光照传感器供电。

可选地，所述智能环境监测装置还包括用于拓展传感器的传感器拓展接口单元。

可选地，所述中央处理单元包括微处理器，所述微处理器为N32G455芯片。

可选地，所述中央处理单元包括存储器，所述存储器连接所述微处理器。

可选地，所述壳体的边缘设置有防水凹槽和防水胶圈。

可选地，所述温湿度传感器和光照传感器通过防水垫片与所述壳体连接。

本实用新型实施例提供的技术方案中，包括中央处理单元，电源管理单元，通信管理单元以及各种传感器，传感器将检测的数据传输给中央处理单元，通信管理单元用于与外部的无线网络进行数据通信，电源管理单元分别连接第一电源和第二电源，并在第一电源和第二电源之间切换，本实用新型内置多种传感器，可采集多种信号，并通过通信管理单元与外部无线网络进行数据通信，通过两个电源给监测装置供电，自动切换电源供电，确保系统可靠运行。

附图说明

图1为本实用新型智能环境监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型智能环境监测装置的供电电路的结构示意图；

图3为本实用新型智能环境监测装置的中央处理单元的结构示意图；

图4为本实用新型智能环境监测装置的壳体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1所示，本实用新型提供一种智能环境监测装置，包括壳体，中央处理单元20，以及分别与中央处理单元20连接的电源管理单元10，通信管理单元30，温湿度传感器40和光照传感器50，所述温湿度传感器40用于检测空气的温度，湿度并传输给中央处理单元20，所述光照传感器50用于检测光照强度并传输给中央处理单元20，所述通信管理单元30用于与外部的无线网络进行数据通信，所述智能环境监测装置还包括电源模块，所述电源模块包括第一电源和第二电源，所述电源管理单元10分别连接所述第一电源和第二电源，并在第一电源和第二电源之间切换。

本实用新型中，温湿度传感器40用于实时采集当前环境的温度和湿度，光照传感器50用于实时采集当前环境的光照强度并传输给中央处理单元20，中央处理单元20对接收的数据进行处理，通信管理单元30用于与外部的无线网络进行数据通信，将中央处理单元20所需的上下行数据进行传递。电源模块包括第一电源和第二电源，第一电源和第二电源通过电源管理单元10形成各个传感器和通信管理单元30的电源支路，为其供电。

本实用新型内置多种传感器，可采集多种信号，并通过通信管理单元30与外部无线网络进行数据通信，通过第一电源和第二电源给监测装置供电，当第一电源异常时可自动切换第二电源供电，确保系统可靠运行。

本实用新型中，当第一电源的电压大于第二电源的电压时，所述电源管理单元10切换为所述第一电源供电，当第一电源的电压小于第二电源的电压时，所述电源管理单元10切换为所述第二电源供电。通过电源管理单元10自动切换第一电源和第二电源，保证外部电源突然掉电时可及时切换到内部电源保证系统稳定运行。

本实用新型中，所述第一电源为内置电池，所述第二电源为太阳能电池，第二电源也可以是其他的直流电源，电压为12V。当第二电源为太阳能电池时，当有太阳时，且内置电池的电压小于太阳能电池的电压时，电源管理单元10自动切换为太阳能电池给环境监测装置内的各个传感器以及通信管理单元30和中央处理单元20供电。当没有太阳时，或者内置电池的电压大于太阳能电池的电压时，所述电源管理单元10自动切换为内置电池给环境监测装置内的各个传感器以及通信管理单元30和中央处理单元20供电。保证外部电源突然掉电时可及时切换到内部电源保证系统稳定运行。

所述电源管理单元10包括充电单元，所述充电单元连接所述太阳能电池和内置电池，当太阳能电池供电时，若内置电池的电压小于预设电压时，所述太阳能电池通过电源管理单元10的充电单元给内置电池充电。

本实用新型电源管理单元10包括降压电路，所述降压电路将内置电池或太阳能电池输出的电压降低至预设值后给中央处理单元20，通信管理单元30，温湿度传感器40和光照传感器50供电。具体的，降压电路包括三个DC-DC降压芯片，将内置电池的电压或太阳能电池的电压通过三个DC-DC降压芯片转化为不同的电压给中央处理单元20，通信管理单元30，温湿度传感器40和光照传感器50供电。

请参考图2所示，电源管理单元10包括BQ24650芯片，RQ3E120ATTB芯片和三个MP2315降压芯片，其中，三个MP2315降压芯片形成三个供电支路，RQ3E120ATTB用作理想二极管电路，RQ3E120ATTB理想二极管的一端连接内置电池，另一端连接太阳能电池，太阳能电池的输出端连接第二二极管的正极，第二二极管的负极连接三个供电支路，内置电池的电压恒小于8.4V，当太阳能电池的电压小于内置电池的电压时，第二二极管的反向电压大于正向电压，第二二极管截止，由内置电池给中央处理单元20，通信管理单元30，温湿度传感器40和光照传感器50供电，系统在不掉电的情况下可完成电源切换，确保系统正常运行。当太阳能电池的电压大于内置电池的电压时，第二二极管的反向电压小于正向电压，第二二极管导通，由太阳能电池给中央处理单元20，通信管理单元30，温湿度传感器40和光照传感器50供电。因RQ3E120ATTB的理想二极管电路存在，不会发生电流倒灌现象，保护电池。本领域人员可知的，电源管理单元10不仅可以是BQ24650芯片和RQ3E120ATTB芯片，还可以是现有的锂电池充电管理芯片和理想二极管电路，也可包含内置路径管理的电池充电芯片，在此不再一一叙述。

所述智能环境监测装置还包括用于拓展传感器的传感器拓展接口单元60。传感器拓展接口单元60采用RS485接口，使用TP8485E搭建。通过板上连接器与软线缆连接至外壳防水接口上，其与中央处理单元20之间的连接通过串口连接，用于实现多个传感器的拓展连接。

请参考图3所示，所述中央处理单元20包括微处理器21，存储器22和复位电路23，还包括时钟RTC 24，所述存储器22连接所述微处理器21，所述微处理器21为N32G455芯片，存储器22用于存储各个传感器传输的数据和信息，时钟RTC 24提供精准的时钟信息给微处理器21在低功耗模式下时的计时基准，保证系统运行正常。复位电路23用于保证系统处理异常状态时可复位微处理器21，使系统恢复正常。温湿度传感器、光照传感器通过I2C总线与微处理器21相连，进行实时数据采集并回传给微处理器21进行记录和处理。

本实用新型通信管理单元30采用中移物联的ML302-ANLM新款LTE模组，通过串口与中央处理单元30进行通信。本领域技术人员可知道的，通信管理单元30不仅限于LTE类型，可以是WIFI、LoRa、Zigbee、蓝牙等无线通信方式。

请参考图4所示，本实用新型温湿度传感器40和光照传感器50与壳体通过结构连接，传感器拓展接口单元60通过线缆与壳体连接，壳体包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体之间可拆卸的连接，上壳体和下壳体的边缘即上下壳体的连接处设置有防水凹槽和防水胶圈102，防止外界的水汽进入壳体内部，温湿度传感器和光照传感器等各个传感器的端口通过防水垫片101与壳体连接，且内侧通过防水胶进行密封，防止水分进入。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种智能环境监测装置，其特征在于，包括壳体，中央处理单元，以及分别与中央处理单元连接的电源管理单元，通信管理单元，温湿度传感器和光照传感器，所述温湿度传感器用于检测空气的温度，湿度并传输给中央处理单元，所述光照传感器用于检测光照强度并传输给中央处理单元，所述通信管理单元用于与外部的无线网络进行数据通信，所述智能环境监测装置还包括电源模块，所述电源模块包括第一电源和第二电源，所述电源管理单元分别连接所述第一电源和第二电源，并在第一电源和第二电源之间切换，所述壳体的边缘设置有防水凹槽和防水胶圈，所述温湿度传感器和光照传感器通过防水垫片与所述壳体连接。

2.根据权利要求1所述的智能环境监测装置，其特征在于，当第一电源的电压大于第二电源的电压时，所述电源管理单元切换为所述第一电源供电，当第一电源的电压小于第二电源的电压时，所述电源管理单元切换为所述第二电源供电。

3.根据权利要求2所述的智能环境监测装置，其特征在于，所述第一电源为内置电池，所述第二电源为太阳能电池，当太阳能电池供电时，所述太阳能电池通过电源管理单元给内置电池充电。

4.根据权利要求3所述的智能环境监测装置，其特征在于，所述电源管理单元包括充电单元，所述充电单元连接所述太阳能电池和内置电池，通过充电单元为所述内置电池充电。

5.根据权利要求3所述的智能环境监测装置，其特征在于，所述电源管理单元包括降压电路，所述降压电路将内置电池或太阳能电池输出的电压降低至预设值后给中央处理单元，通信管理单元，温湿度传感器和光照传感器供电。

6.根据权利要求1所述的智能环境监测装置，其特征在于，所述智能环境监测装置还包括用于拓展传感器的传感器拓展接口单元。

7.根据权利要求1所述的智能环境监测装置，其特征在于，所述中央处理单元包括微处理器，所述微处理器为N32G455芯片。

8.根据权利要求7所述的智能环境监测装置，其特征在于，所述中央处理单元包括存储器，所述存储器连接所述微处理器。

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