传感器和数据监测装置的制作方法

本实用新型属于物联网技术领域，更具体地说，是涉及一种传感器和数据监测装置。

背景技术：

当前物联网的接入设备种类和数量逐渐增加，尤其是在农业物联网中，需要监测大量的的农业环境数据，传感器接入的种类越来越多。但现有的传感器结构单一，针对采集的不同种类信息需要特定的传输线与监测设备连接，或者只能针对不同种类信息得传感器连接不同的监测设备，这样不仅需要传感器与监测设备的大量布线，影响采集的信号和采集电路，同时也提高了农业环境数据检测的成本。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提供一种传感器和数据监测装置，旨在解决现有技术中传感器和监测设备连接不兼容的问题。

本实用新型实施例第一方面提供了一种传感器，包括：传感元件、信号处理模块和转换模块；

所述传感元件的输出端与所述信号处理模块的第一信号输入端连接；所述传感元件采集预设范围内的环境信号；

所述信号处理模块的信号输出端与所述转换模块的输入端连接；所述信号处理模块将所述环境信号发送给所述转换模块；

所述转换模块将所述环境信号转换为第一协议数据。

可选的，所述转换模块为信号协议转换芯片。

可选的，每个所述传感器还均包括：为所述传感元件、所述信号处理模块和所述转换模块提供电压的第一供电模块；

所述第一供电模块的输出端分别与所述传感元件的供电端、所述信号处理模块的供电端和所述转换模块的供电端连接。

可选的，所述第一供电模块包括：第一电池、第一太阳能电池板和第一充电接口；

所述第一电池的电压输出端与所述第一供电模块的输出端连接，所述第一电池的电压输入端均与所述第一太阳能电池板和所述第一充电接口连接；

所述第一充电接口还与外部电源连接，以供外部电源向所述第一电池充电。

本实用新型实施例第二方面提供了一种数据监测装置，包括：数据监测模块和多个上述实施例中任一项所述的传感器；

每个所述传感器，数据输出端与所述数据监测模块的输入端连接，用于采集预设范围内的环境信号，将所述环境信号转换为第一协议数据发送给所述数据监测模块；

所述数据监测模块，供电端与外部电源连接，用于显示并存储每个传感器的所述第一协议数据，以供外部设备读取。

可选的，所述数据监测模块与多个所述传感器均通过第一协议数据总线连接。

可选的，所述数据监测模块包括：数据接收单元、显示单元和存储单元；

所述数据接收单元的输入端与所述数据监测模块的输入端连接，所述数据接收单元的输出端分别与所述显示单元的输入端和所述存储单元的输入端连接，所述数据接收单元接收每个所述传感器的所述第一协议数据并发送给所述显示单元和所述存储单元；

所述显示单元显示每个所述传感器的所述第一协议数据；

所述存储单元存储每个所述传感器的所述第一协议数据。

可选的，所述显示单元为触摸显示屏。

可选的，所述数据监测模块还包括：为所述数据接收单元、所述显示单元和所述存储单元提供电压的第二供电单元；

所述第二供电单元的输出端均与所述数据接收单元的供电端、所述显示单元的供电端和所述存储单元的供电端连接。

可选的，所述数据监测模块还包括：数据发送单元；

所述数据发送单元与所述数据接收单元的输出端连接，所述数据发送单元还适于与所述外界设备无线连接，以使得所述外界设备读取数据。

本实用新型实施例中传感器和数据监测装置与现有技术相比的有益效果在于：传感器可以将采集的多种环境信号转换为第一协议数据传输给数据监测模块，即数据监测模块与多个传感器均通过第一协议数据总线连接，实现了数据监测模块与多种类传感器的兼容插拔，不需要多种传感器用不同接口与数据监测模块连接，提高了传感器和数据监测模块的兼容性，进一步减少了传感器与数据监测模块之间过多的排线。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的传感器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的数据监测装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的另一种数据监测装置的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置的连接以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本实用新型实施例提供的一种传感器，包括传感元件110、信号处理模块120和转换模块130。

其中，传感元件110的输出端与信号处理模块120的第一信号输入端连接；传感元件110采集预设范围内的环境信号。

信号处理模块120的信号输出端与转换模块130的输入端连接；信号处理模块120将所述环境信号发送给转换模块130。

转换模块130将所述环境信号转换为第一协议数据。

在物联网中，尤其是对农业大棚内的环境监测，需要监测大棚内的多个数据，例如棚内空气温湿度、土壤温湿度和土壤酸碱性等等，每一种传感器的种类不同，需要向监测设备传输的数据格式不同，就会需要设置不同的数据线使传感器和监测设备连接，而且监测设备需要针对不同数据线设置不同接口，不仅大大增加了布线，也增加了成本，还很有可能因为过多的连接线影响监测数据。所以本实施例的传感器将采集到的各种环境数据均转换为第一协议数据。

示例性的，传感器中的湿度触感元件采集到湿度信息，通过传感器内部信号协议转换芯片将湿度信息转换为第一协议湿度数据，而另一个传感器中的酸碱性传感元件采集到酸碱性信息，通过传感器的内部信号协议转换芯片将酸碱性信息转换为第一协议酸碱性数据。这样传感器就可以均运用一种数据线就可以与监测设备连接，提高了传感器的兼容性。

应理解，本实施例对数据监测装置的应用场景并不仅限于农业大棚，可以应用于任意需要监测数据的场景。

上述数据监测装置，传感器将采集的多种环境信号转换为第一协议数据传输给监测设备，即监测设备与传感器均可以通过第一协议数据总线连接，实现了监测设备与多种类传感器的兼容插拔，不需要多种传感器用不同接口与监测设备连接，提高了传感器的兼容性，进一步减少了传感器的排线。

进一步地，一个实施例中，传感器包括：传感元件110、信号处理模块120和转换模块130。

其中，传感元件110的输出端与信号处理模块120的第一信号输入端连接；传感元件110采集预设范围内的环境信号。

信号处理模块120的信号输出端与转换模块130的输入端连接，转换模块130的输出端与数据监测模块200的输入端连接；信号处理模块120将所述环境信号发送给转换模块130；转换模块130将所述环境信号转换为第一协议数据传输给数据监测模块200。

可选的，传感元件110可以为任意种类的传感元件，例如湿度传感器、温度传感器、风力传感器和电压传感器等等。因为传感元件的种类不同，所以传感器也为不同种类。

可选的，信号处理模块120可以为单片机。例如，信号处理模块120可以为STM32系列的芯片，可以接收多种类型的数据。STM32系列的芯片，高集成度，且功耗低，处理的信号干扰小，同时配合本实施例的第一供电模块140，可以在无外部电源连接下工作时间更长。

可选的，转换模块130可以为信号协议转换芯片。例如，转换模块130可以为MAX485芯片，MAX485芯片将信号处理模块120输出的数据信号转换为485协议信号再传输给数据监测模块200，转换模块130也可以为协议转换器。

可选的，每个传感器100还均包括：为传感元件110、信号处理模块120和转换模块130提供电压的第一供电模块140。

第一供电模块140的输出端分别与传感元件110的供电端、信号处理模块120的供电端和转换模块130的供电端连接。

可选的，第一供电模块140包括：第一电池、第一太阳能电池板和第一充电接口。

第一电池的电压输出端与第一供电模块140的输出端连接，第一电池的电压输入端均与第一太阳能电池板和第一充电接口连接。

第一充电接口还与外部电源连接，以供外部电源向第一电池充电。

可选的，第一电池可以为大容量聚合物锂电池。采用大容量聚合物锂电池对传感元件110、信号处理模块120和转换模块130进行供电，同时结合第一太阳能电池板作为续航电源，防止传感器在野外因长时间阴天导致电量耗尽。

实际应用中，传感器可能会设置在野外，对野外环境进行监测，例如风力、PM2.5的值等。由于野外环境会远离电源区，又不能去哪需要拎着发电机去监测环境，所以本实施例在传感器中设置了第一供电模块140，增加了电池，可以使传感器长时间工作在野外环境；由于野外阳光充足，同时为了节能减排，设置了太阳能电池板，可以利用太阳能转电能为传感元件110、信号处理模块120和转换模块130提供电压，同时也可以减少电源线的布线。

上述传感器，不但可以将多种类数据转换为第一协议数据，提高连接的兼容性，还设置了供电模块，可以长期使用在野外环境，比现有的传感器实用性和兼容性更好。

实施例二

参见图2，本实用新型实施例提供的一种数据监测装置，包括数据监测模块200和多个上述实施例一中任意一种传感器100。

其中，每个传感器100的数据输出端均与数据监测模块200的输入端连接；传感器100用于采集预设范围内的环境信号，将所述环境信号转换为第一协议数据传输给数据监测模块200。

数据监测模块200的供电端与外部电源连接；数据监测模块200用于显示并存储每个传感器100的所述第一协议数据，以供外部设备读取。

数据监测模块200与多个传感器100均通过第一协议数据总线连接。

可选的，所述第一协议数据总线可以是RS485数据总线。但本实施例对第一协议数据总线不做限定，也可以是其他数据通信总线，例如CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线等。

在物联网中，尤其是对农业大棚内的环境监测，需要监测大棚内的多个数据，例如棚内空气温湿度、土壤温湿度和土壤酸碱性等等，每一种传感器的种类不同，需要向监测设备传输的数据格式不同，就会需要设置不同的数据线使传感器和监测设备连接，而且监测设备需要针对不同数据线设置不同接口，不仅大大增加了布线，还很有可能因为过多的连接线影响监测数据。所以本实施例的传感器100将采集到的各种环境数据均转换为第一协议数据，并通过第一协议数据总线传输到给数据监测模块200。

同时，由于传感器100的数据线统一，数据监测模块200可以只设置一个数据接口，在多个传感器100中，需要监测哪一种数据，插入哪一个传感器100的数据总线，即实现传感器100的即插即用，同时简化了数据监测模块200的结构，减少了布线，增加了传感器100和数据监测模块200的兼容性；数据监测模块200也可以设置多个同一种类接口，可以同时监测多种环境数据。数据监测模块200还将数据进行存储，以供外部设备读取分析数据。

应理解，本实施例对数据监测装置的应用场景并不仅限于农业大棚，可以应用于任意需要监测数据的场景。

上述数据监测装置，多个传感器100采集预设范围内的多种环境信号，将多种环境信号转换为第一协议数据传输给数据监测模块200，即数据监测模块200与多个传感器100均通过第一协议数据总线连接，实现了数据监测模块200与多种类传感器100的兼容插拔，不需要多种传感器100用不同接口与数据监测模块200连接，提高了传感器100和数据监测模块200的兼容性，进一步减少了传感器100与数据监测模块200之间过多的排线。

其中，传感器100均具有上述实施例一中的所有有益效果。

进一步地，参见图3，一个实施例中，数据监测模块200包括：数据接收单元210、显示单元220和存储单元230。

其中，数据接收单元210的输入端与数据监测模块200的输入端连接，数据接收单元210的输出端分别与显示单元220的输入端和存储单元230的输入端连接，数据接收单元210接收每个传感器100的所述第一协议数据并发送给显示单元220和存储单元230。

显示单元220显示每个传感器100的所述第一协议数据。

存储单元230存储每个传感器100的所述第一协议数据。

可选的，数据接收单元210可以为单片机。例如，数据接收单元210可以为STM32系列的芯片，具有高集成度、功耗低和处理的信号干扰小的优点。

数据接收单元210的输入端可以设置一个或多个，即数据监测模块200可以设一个数据接口，为第一协议数据总线接口，实现传感器100即插即用，同时简化数据监测模块200结构；数据接收单元210的输入端也可以设置多个数据接口，均为第一协议数据总线接口，数据监测模块200可以同时监测显示多个环境信息，提高数据监测模块200的兼容性和实用性。本实施例对数据监测模块200可以设置的数据接口不做限定。

可选的，显示单元220为触摸显示屏。

可选的，存储单元230可以是数据监测模块200的内部存储器，例如硬盘或内存，也可以是数据监测模块200的外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。

可选的，数据监测模块200还包括：为数据接收单元210、显示单元220和存储单元230提供电压的第二供电单元240。

第二供电单元240的输出端均与数据接收单元210的供电端、显示单元220的供电端和存储单元230的供电端连接。

可选的，第二供电单元240包括：第二电池、第二太阳能电池板和第二充电接口。

所述第二电池的电压输出端与所述第二供电单元240的输出端连接，所述第二电池的电压输入端均与所述第二太阳能电池板和所述第二充电接口连接。

第二充电接口还与外部电源连接，以供外部电源向所述第二电池充电。

实际应用中，当数据监测模块200设置在野外时，对野外环境中的传感器100采集的数据进行显示，设置了第二供电单元240，增加了电池，可以使数据监测模块200长时间工作在野外环境；由于野外阳光充足，同时为了节能减排，设置了太阳能电池板，可以利用太阳能转电能为数据接收单元210、显示单元220和存储单元230提供电压。

可选的，第二电池可以为大容量聚合物锂电池。采用大容量聚合物锂电池对数据接收单元210、显示单元220和存储单元230进行供电，同时结合第二太阳能电池板作为续航电源，防止数据监测模块200在野外因长时间阴天导致电量耗尽。

可选的，数据监测模块200还包括：数据发送单元250。

数据发送单元250与数据接收单元210的输出端连接，数据发送单元250还适于与外界设备无线连接，以使得外界设备读取数据。本实施例对数据发送单元250的结构不做限定，可以是数据发送的芯片，也可以是数据发送电路等。

可选的，数据发送单元250与外界设备无线连接的方式可以是3G(3rd Generation，第三代数字通信)，4G(the 4th Generation mobile communication，第四代移动通信技术)和GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)等，也可以是WiFi(WIreless-FIdelity，无线保真)。蓝牙等。以方便外部设备可以随时读取或接收到数据，对数据进行分析。

上述数据监测模块200，实现多种类传感器100的兼容插拔，不需要多种传感器100用不同接口与数据监测模块200连接，提高数据监测模块200的兼容性，减少了传感器100与数据监测模块200之间过多的排线。

上述实施例中，多个传感器100采集预设范围内的多种环境信号，将多种环境信号转换为第一协议数据传输给数据监测模块200，即数据监测模块200与多个传感器100均通过第一协议数据总线连接，实现了数据监测模块200与多种类传感器100的兼容插拔，不需要多种传感器100用不同接口与数据监测模块200连接，提高了传感器100和数据监测模块200的兼容性，进一步减少了传感器100与数据监测模块200之间过多的排线。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。