基于物联网的温湿度数据采集装置的制作方法

本实用新型涉及到设备运行状态监测技术领域，具体涉及一种基于物联网的温湿度数据采集装置。

背景技术：

现有技术中，温度、湿度采集设备采集数据单一应用差。目前的温度、湿度采集设备一般分为环境温湿度采集设备和设备温度采集变送器两种类型。环境温湿度采集设备主要负责对于空间物理环境的温度和湿度数据进行采集上传至服务器；设备温度采集变送器主要负责对于运转设备的自身温度进行采集上传至服务器。

若要同时满足采集环境温湿度和设备运转温度数据进行分析对比，就必须现场安装环境温湿度设备和设备运转温度变送器两种设备，这种安装部署形式复杂，不可避免的带来了高成本设备和高人力成本。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于物联网的温湿度数据采集装置，该装置结合物联网监测设备的部署需求特性，将设备运转温度数据采集和环境温湿度数据采集监测整合为一体，在采集到设备运转温度数据时同步采集环境温湿度数据，并将环境温湿度数据与设备运转的温度数据进行对比分析判定。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于物联网的温湿度数据采集装置，其关键在于：包括具有多个设备温度传感器的设备温度信号采集模块、具有若干环境温度传感器的环境温度信号采集模块、具有若干环境湿度传感器的环境湿度信号采集模块与处理器模块，所述设备温度信号采集模块、环境温度信号采集模块与环境湿度信号采集模块将采集的信号输出端均连接至多通道切换模块的信号输入端组，该多通道切换模块的信号输出端经信号放大模块连接至所述处理器模块的输入端，在所述处理器模块的输出端组上连接有显示模块，所述处理器模块还连接有串口通讯模块与无线通讯模块，其中：

所述多通道切换模块用于接受各信号采集模块采集的信号，并根据处理器模块发出的循环控制信号，选择其中一路信号经过所述信号放大模块处理后输入所述处理器模块；

所述处理器模块用于对获取的信号进行分析判定，并输出判定结果；

所述显示模块用于实时显示处理器模块输出的判定结果；

所述串口通讯模块与所述无线通讯模块用于实现处理器模块与上位机之间的信息交互。

进一步的，所述多通道切换模块为基于两个74HC4051芯片的模拟开关电路。

进一步的，所述信号放大模块为基于两个OP-07运算放大器的信号放大电路。

进一步的，所述处理器模块由STM32F103RCT6微处理芯片及其外围电路构成。

进一步的，所述串口通讯模块为RS485接口电路。

进一步的，所述无线通讯模块采用ZigBee、蓝牙、WiFi或GPRS中的至少一种通讯方式。

进一步的，所述无线通讯模块采用基于ZM5161P1-2C芯片的ZigBee无线通讯电路。

进一步的，在所述处理器模块的信号输入端组上还连接有配合和复位按键模块。

本装置在使用过程中，所述设备温度信号采集模块、环境温度信号采集模块与环境湿度信号采集模块分别对待监测目标设备的运行温度、所在环境的温湿度进行检测，并由所述多通道切换模块实时的根据处理器模块的循环控制信号，连续的循环选择其中一路信号经过所述信号放大模块处理后输入所述处理器模块，所述处理器模块对获取的设备运行温度信号、环境温湿度信号进行数据对比分析判定，从而获知目标设备的运行温度是否合理，并通过显示模块显示目标设备的检测数据和判定结果，同时通过无线通讯模块将数据上传。

本实用新型的显著效果是：本装置结合物联网监测设备的部署需求特性，将设备运转温度数据采集和环境温湿度数据采集监测整合为一体，在采集到设备运转温度数据时同步采集环境温湿度数据，并将获得的数据进行对比分析判定，准确分析判定出当前运转设备的温度是否合理，使得现有的温湿度采集设备应用场景更广泛、部署更简单、成本更低；并在数据的输入过程中通过多通道切换的方式选择其中一路信号经过同意放大电路进行放大后，由处理器模块进行数据分析处理，避免了对每路信号进行独立设计放大处理带来的电路复杂、实现成本高等缺点。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是所述处理器模块的电路原理图；

图3是所述多通道切换模块中第一部分的电路原理图；

图4是所述多通道切换模块中第二部分的电路原理图；

图5是所述信号放大模块的电路原理图；

图6是所述无线通讯模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

如图1所示，一种基于物联网的温湿度数据采集装置，包括具有6个设备温度传感器的设备温度信号采集模块、具有1个环境温度传感器的环境温度信号采集模块、具有1个环境湿度传感器的环境湿度信号采集模块、处理器模块与电源模块，所述设备温度信号采集模块、环境温度信号采集模块与环境湿度信号采集模块将采集的信号输出端均连接至多通道切换模块的信号输入端组，该多通道切换模块的信号输出端经信号放大模块连接至所述处理器模块的输入端，在所述处理器模块的输出端组上连接有显示模块，所述处理器模块还连接有串口通讯模块与无线通讯模块，在所述处理器模块的信号输入端组上还连接有配合和复位按键模块，所述电源模块为上述各模块提供工作电源。其中：

所述设备温度信号采集模块、环境温度信号采集模块与环境湿度信号采集模块用于实时采集并形成8路待检测目标设备的运行温度数据与所处环境的温湿度数据；

所述多通道切换模块用于接受各信号采集模块采集的包含有8路温湿度数据的信号，并根据处理器模块发出的控制信号，选择其中一路信号经过所述信号放大模块进行信号放大处理后输入所述处理器模块；

所述处理器模块用于对获取的信号进行分析判定，并输出判定结果；

所述显示模块用于实时显示处理器模块输出的采集数据与判定结果；

所述串口通讯模块与所述无线通讯模块用于实现处理器模块与上位机之间的信息交互。

所述处理器模块由STM32F103RCT6微处理芯片及其外围电路构成。STM32F103RCT6是一种嵌入式-微控制器的集成电路，芯体尺寸是32位，速度是72MHz，程序存储器容量是256KB，程序存储器类型是FLASH，RAM容量是48K。所述多通道切换模块为基于两个74HC4051芯片的八选一模拟开关电路。所述信号放大模块为基于两个OP-07运算放大器的信号放大电路。所述串口通讯模块为RS485接口电路。

所述无线通讯模块在实施过程中可采用ZigBee、蓝牙、WiFi或GPRS中的至少一种通讯方式，优选的，本例中所述无线通讯模块采用基于ZM5161P1-2C芯片的ZigBee无线通讯电路。

如图2所示，所述处理器模块包括STM32F103RCT6微处理芯片U1，以实现数据的对比分析判定以及所述多通道切换模块的控制。

如图3与图4所示，所述多通道切换模块包括八选一电子切换开关U11与U12，U11与U2通过A、B、C控制脚由CPU控制同步切换，由U8及其附属电路组成的恒流源，为温度传感器提供基准工作条件，由U11负责把同一恒流源切换给多路传感器；U12负责把多路传感器输出信号分别切换到同一放大处理电路，然后由CPU同步采集分析出温度数据。

如图5所示，所述信号放大模块包括第一运算放大器U9与第二运算放大器U10，第一信号放大器U9的正向输入端与所述多通道切换看的输出端PT100-OUTMA相连，其反向输入端经电阻R60接地，U9的输出端进电阻R61与电阻R26后连接至第二运算放大器U10的正向输入端，电阻R61与电阻R26公共端还经电阻R69连接至PT-2.5V电源，第二运算放大器U10的反向输入端串接电阻R59后与接地端相连，所述第二运算放大器U10的输出端经电阻R65后输出放大后的信号至处理器模块U1的信号输入端PT100-OUT123。电阻R65与处理器模块U1的信号输入端PT100-OUT123的公共端还分别连接至二极管D13的阴极与稳压二极管ZV1的阴极，二极管D13与稳压二极管ZV1的阳极接地，在所述二极管D13上还并行连接有电容C10。所述第一运算放大器U9与第二运算放大器U10的电源端均连接至VCC-6V电源，其偏置电压端均连接至VCC--5V电源。

如图6所示，所述无线通讯模块包括基于ZigBee通讯协议的ZM5161P1-2C通讯芯片U3，芯片U3根据接收的处理器模块的控制信号，实现与上位机或后台数据中心之间的信息交互。

在使用过程中，所述设备温度信号采集模块、环境温度信号采集模块与环境湿度信号采集模块分别对待监测目标设备的运行温度、所在环境的温湿度进行检测，并由所述多通道切换模块实时的根据处理器模块的循环控制信号，连续的循环选择其中一路信号经过所述信号放大模块处理后输入所述处理器模块，所述处理器模块对获取的设备运行温度信号、环境温湿度信号进行数据对比分析判定，从而获知目标设备的运行温度是否合理，并通过显示模块显示目标设备的检测数据和判定结果，同时通过无线通讯模块将数据上传。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。