本实用新型涉及采集装置技术领域，具体而言，涉及一种温湿度传感器。
背景技术：
现代化建设和国民经济发展迅速，社会对生产环境和生活环境意识的要求也越来越高。温湿度的监测和控制已成为生产过程中非常重要的技术。温湿度传感器在工业领域应用范围非常广泛，在结构安全监测行业主要用来监测温湿度，是环境量监控不可缺少的部分。
在现有技术中，温湿度传感器多使用独立模块。为了测量不同地方的温湿度数据就需要在不同的地方安装更多的传感器模块。由于电源模块、控制模块和传感器集成在一起使得体积过大，安装不便同时也意味着成本的增加，所以对于温湿度传感器在不同的地方采用合适的供电方式是目前急需解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种温湿度传感器，其能够改善上述问题。
本实用新型的实施例是这样实现的：
一种温湿度传感器，所述温湿度传感器包括温湿度采集模块、控制芯片以及通信模块，所述控制芯片分别与所述温湿度采集模块和所述通信模块连接，所述温湿度采集模块在所述控制芯片的控制下采集温湿度数据，所述控制芯片用于控制所述通信模块输出所述温湿度采集模块采集到的所述温湿度数据，所述控制芯片上设有USB接口，所述通信模块通过所述USB接口与所述控制芯片相连；所述USB接口用于连接外部电源，所述外部电源用于通过所述USB接口给所述温湿度传感器供电，所述温湿度传感器还包括降压芯片，所述降压芯片的输入端通过PCB导线与所述USB接口的输出端连接，所述降压芯片的输出端与所述温湿度采集模块的输入端连接，所述温湿度传感器还包括太阳能供电模块，所述太阳能供电模块分别与所述温湿度采集模块和所述控制芯片连接。
在本实用新型较佳的实施例中，所述控制芯片上还设有IO接口，所述温湿度采集模块通过所述IO接口与所述控制芯片相连。
在本实用新型较佳的实施例中，所述温湿度传感器还包括与所述控制芯片连接的报警模块，所述控制芯片用于在温湿度采集异常时控制所述报警模块报警。
在本实用新型较佳的实施例中，所述报警模块包括发光元件及/或发声元件。
在本实用新型较佳的实施例中，所述温湿度传感器还包括与所述控制芯片相连且用于显示所述温湿度数据的显示模块。
在本实用新型较佳的实施例中，所述控制芯片为PIC单片机。
在本实用新型较佳的实施例中，所述通信模块为NB-IOT通信模块。
在本实用新型较佳的实施例中，所述通信模块为ZigBee通信模块。
在本实用新型较佳的实施例中，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器以及逆变器，所述太阳能控制器分别与所述太阳能电池板和所述逆变器连接，所述逆变器分别与所述控制芯片、所述温湿度采集模块连接。
在本实用新型较佳的实施例中，所述太阳能供电模块还包括蓄电池，所述蓄电池和所述太阳能控制器电连接。
本实用新型实施例的有益效果是：
本实用新型实施例提供一种温湿度传感器，所述温湿度传感器通过控制芯片控制温湿度采集模块进行温湿度数据的采集，通过通信模块进行温湿度数据的传输，而当所述温湿度传感器在室内进行温度采集时，可将USB接口与外部电源连接，通过降压芯片对外部电源输出的电压进行降压后传输至温湿度采集模块和控制芯片，由此该温湿度传感器可通过外部电源进行供电，从而温湿度传感器在室内进行数据采集时由外部电源供电，节省了温湿度传感器的内部用电消耗。另外，当所述温湿度传感器在室外进行温湿度数据采集时，可通过太阳能模块进行供电，从而温湿度传感器在室外进行数据采集时由太阳能供电模块进行供电，使得温湿度传感器在不同的地方可以采用灵活的供电方式，提高了该温湿度传感器的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例实施例提供的一种温湿度传感器的结构框图；
图2为本实用新型实施例实施例提供的另一种温湿度传感器的结构框图；
图3为本实用新型实施例提供的一种太阳能供电模块的结构框图。
图标：100-温湿度传感器；110-温湿度采集模块；120-控制芯片；122-USB接口；124-IO接口；130-通信模块；140-降压芯片；150-太阳能供电模块；152-太阳能电池板；154-太阳能控制器；156-逆变器；158-蓄电池；160-报警模块。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的一种温湿度传感器100的结构框图，所述温湿度传感器100包括温湿度采集模块110、控制芯片120以及通信模块130，所述控制芯片120分别与所述温湿度采集模块110和所述通信模块130连接，所述温湿度采集模块110在所述控制芯片120的控制下采集温湿度数据，所述控制芯片120用于控制所述通信模块130输出所述温湿度采集模块110采集到的所述温湿度数据。
具体地，为了减少分体式温湿度传感器100的连接线材以及温湿度传感器100的成本，所述通信模块130为NB-IOT(Narrow Band Internet of Things，基于蜂窝的窄带物联网)通信模块130，从而节省大量温湿度传感器100与外增无线通信模块130连接的线材。
当然，该通信模块130还可以为ZigBee通信模块130或者LORA无线通信模块130，从而可实现温湿度数据的远程传输。
该通信模块130还可以为蓝牙通信模块130，可实现短距离无线传输，且制作成本低。
在本实施例中，该温湿度传感器100可以应用于各种类型需要采集温湿度的场景中，如：有机农作物温室种植、水产产品养殖、医疗器官保存或其他恒温恒湿生产车间。将所需测试环境中的环境因子温度与湿度通过温湿度采集模块110采集后，并将温湿度信号传输至控制芯片120中，经控制芯片120处理后将温湿度数据通过通信模块130传输到各种设备的主机节点。如此设置，通过温湿度采集模块110、通信模块130分别与控制芯片120连接，温湿度采集模块110与通信模块130之间有协议，减少了转换环节，且功率更低。
在本实施例中，温湿度采集模块110可以采用定时采集，即在规定的时间段内采集，或者全时采集，即在所有情况下采集，或者不采集时，断开对温湿度采集模块110的供电。所述温湿度采集模块110可以为SHT传感器芯片。
在本实施例中，所述控制芯片120优选为PIC单片机。因为PIC单片机可以把计算部分、内存、输入和输出等都做在一个芯片内，因此PIC单片机的控制芯片120效率很高、功能也自由定义还可以灵活的适应不同的控制要求，而不必去更换不同的IC，从而使得温湿度传感器100内部的电路做得小巧，节省空间。
进一步地，所述控制芯片120上设有USB接口122，所述通信模块130通过所述USB接口122与所述控制芯片120相连，在本实施例中，采用两线数字通信协议进行温湿度的采集。NB-IOT通信模块130可实现对外的无线通信，控制芯片120通过USB接口122来驱动NB-IOT通信模块130。目前NB-IOT通信模块130支持基于USB接口122的AT指令集。
另外，所述控制芯片120上还设有IO接口124，所述温湿度采集模块110通过所述IO接口124与所述控制芯片120相连。NB-IOT通信模块130通过IO接口124将获取的温湿度电压值传输至控制芯片120中，控制芯片120对该温湿度电压值换算成温湿度，需要时进行校正。
IO接口124可以为串行通信接口，使得温湿度传感器100与外部器件实现数据交互。
所述USB接口122用于连接外部电源，所述外部电源用于通过所述USB接口122给所述温湿度传感器100供电，所述温湿度传感器100还包括降压芯片140，所述降压芯片140的输入端通过PCB导线与所述USB接口122的输出端连接，所述降压芯片140的输出端与所述温湿度采集模块110的输入端连接，当所述USB接口122连接外部设备时，由外部设备的外部电源为温湿度采集模块110和控制芯片120供电，USB接口122输出的电压可通过降压芯片140进行降压后输入至所述温湿度采集模块110，以为所述温湿度采集模块110提供合适的工作电压。
当该温湿度传感器100用于采集室内的温湿度数据时，可将该温湿度传感器100的USB接口122插在插座上，则该温湿度传感器100即可通过插座进行供电，从而可进行温湿度数据采集，而在不需要采集的时候可方便拨出，以此减少了温湿度传感器100的内部结构体积。
请参照图2，所述温湿度传感器100还包括与所述控制芯片120连接的报警模块160，所述控制芯片120用于在温湿度采集异常时控制所述报警模块160报警。
在本实施例中，控制芯片120上的报警模块160可在不同的情况下对控制芯片120进行上报温湿度信号。具体地，报警模块160的上报模式：1、处于变化上报模式，如温湿度变化超过5％(可根据实际情况再另行设定)时，对控制芯片120上报测得的温湿度信号；2、处于定时上报模式，在规定的时间间隔内上报测得的温湿度信号；3、处于不上报模式，控制芯片120控制太阳能供电模块150断开对通信模块130的供电。在本实施例中，优选地，所述报警模块160包括发光元件及/或发声元件，利用发光元件或发声元件以提示用户。
进一步地，为了让用户更能清晰地查看温湿度传感器100所测得的温湿度参数，所述温湿度传感器100还包括与所述控制芯片120相连且用于显示所述温湿度数据的显示模块(图中未示)。
进一步地，为了使得该温湿度传感器100在室外采集温湿度数据时，便于提高该温湿度传感器100的用电效率，以及节省人工布线供电的成本，请参照图3，所述太阳能供电模块150分别与所述温湿度采集模块110和所述控制芯片120连接。
所述太阳能供电模块150包括太阳能电池板152、太阳能控制器154以及逆变器156，所述太阳能控制器154分别与所述太阳能电池板152和所述逆变器156连接，所述逆变器156分别与所述温湿度采集模块110和所述控制芯片120连接。
所述太阳能供电模块150还包括蓄电池158，所述蓄电池158和所述太阳能控制器154电连接。
其中，采用太阳能供电模块150能吸收太阳光，将太阳能转换为电能，并为系统中的用电装置提供电能，具体的，在太阳能供电模块150中，在有太阳光照射时，太阳能电池板152可以直接向所述温湿度采集模块110和所述控制芯片120供电，同时将一部分电量提供给蓄电池158，以使蓄电池158存储电量，在无日照或者阴雨天时，向用电装置供电。
其中，所述太阳能电池板152的作用是将太阳的辐射能量转换为电能，该电能一方面被传输到蓄电池158存储起来，另一方面用于推动所述温湿度采集模块110和所述控制芯片120工作。
作为一种方式，所述太阳能控制器154的作用是控制整个太阳能供电模块150的工作状态，并对蓄电池158起到过充电保护、过放电保护的作用。由于太阳能电池板152的电能不是按照需求量的进行发电的，而是无法控制的，其中，该蓄电池158在处于满容量或者基本满容量时，太阳能控制器154能保护蓄电池158不过充电和保护太阳能供电模块150输出的电压不超过所述所述温湿度采集模块110和所述控制芯片120允许的电压范围。同时，该蓄电池158在深度放电后，太阳能电池板152不会因蓄电池158需要充电而多发电，从而导致蓄电池158的使用寿命变短，即该太阳能控制器154能防止所述蓄电池158过度放电。
其中，所述蓄电池158的作用是在有光照时，将太阳能电池板152所提供的多余的电能存储起来，到需要的时候再释放出来，该蓄电池158能使其太阳能供电模块150实现对所述温湿度采集模块110和所述控制芯片120的不间断供电，可以确保用电装置在阴雨天时仍然有足够的电可用。作为一种方式，该蓄电池158一般为铅酸电池，小微型系统中，也可以为镍氢电池、镍镉电池或锂电池等等。
其中，所述逆变器156的作用是将直流电转换成交流电给所述温湿度采集模块110和所述控制芯片120提供不同等级的电压。根据实际需要的耗电量，来确定提供的电压的大小，例如输出220V或者110V等不同电压的交流电。
另外，为了防止该温湿度传感器100在室外进行温湿度数据采集时由于空气潮湿而使得该温湿度传感器100损坏，该温湿度传感器100还设有塑料外壳，所述塑料外壳的一侧安装有通风风扇，另一侧开有通风孔，塑料外壳可保护温湿度传感器100内的传感元件及电路板，通风可提高采样精度，并防止结露。
所述温湿度传感器100还可包括LM358运放芯片，可实现对采集到的温湿度信号进行放大后输出。
综上所述，本实用新型实施例提供一种温湿度传感器100，所述温湿度传感器100通过控制芯片120控制温湿度采集模块110进行温湿度数据的采集，通过通信模块130进行温湿度数据的传输，而当所述温湿度传感器100在室内进行温度采集时，可将USB接口122与外部电源连接，通过降压芯片140对外部电源输出的电压进行降压后传输至温湿度采集模块110和控制芯片120，由此该温湿度传感器100可通过外部电源进行供电，从而温湿度传感器100在室内进行数据采集时由外部电源供电，节省了温湿度传感器100的内部用电消耗。另外，当所述温湿度传感器100在室外进行温湿度数据采集时，可通过太阳能模块进行供电，从而温湿度传感器100在室外进行数据采集时由太阳能供电模块150进行供电，使得温湿度传感器100在不同的地方可以采用灵活的供电方式，提高了该温湿度传感器100的适用性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。