一种环境监测装置的控制方法及系统与流程

本发明涉及环境监测技术领域，更具体的说，涉及一种环境监测装置的控制方法及系统。

背景技术：

现有的环境监测装置一般采用可充电电池或一次性锂电池供电，通常情况下，要求环境监测装置的工作时间比较长，短至几个月，长达几年以上。当环境监测装置工作在比较恶劣的环境中时，期间可能没有外部电源可以提供充电，因此，在这种情况下，可充电电池并不适用。若采用大容量一次性锂电池，则需要对锂电池进行低功耗电路设计才能达到长时间使用的目的，因此会增加锂电池的硬件成本。

综上，如何提供一种环境监测装置的控制方法及系统，以减少环境监测装置的电量消耗成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明公开一种环境监测装置的控制方法及系统，以减少环境监测装置的电量消耗，延长环境监测装置的电量使用时长。

一种环境监测装置的控制方法，所述控制方法应用于环境监测装置中的微控制单元mcu，所述环境监测装置包括：电池、第一电源转换芯片、第二电源转换芯片、所述mcu、开关管、供电开关、第一环境信息采集模块、第二环境信息采集模块、存储芯片和无线通信模块，所述电池通过所述第一电源转换芯片为所述mcu供电，所述电池通过所述第二电源转换芯片与所述第二环境信息采集模块连接，所述第二电源转换芯片的控制端与所述mcu连接，所述mcu通过所述开关管与所述第一环境信息采集模块连接，所述mcu通过所述供电开关与所述存储芯片连接，所述mcu与所述无线通信模块直接连接，所述控制方法包括：

接收所述无线通信模块发送的第一唤醒信号，所述第一唤醒信号由所述无线通信模块在唤醒后且检测到有外部数据输入时生成；

根据所述第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式；

获取所述无线通信模块传输的所述外部数据；

当所述外部数据传输完成后，控制所述供电开关导通为所述存储芯片供电；

将获取的所述外部数据存储至所述存储芯片；

当所述外部数据存储完成后，控制所述供电开关关断；

由工作模式重新切换为休眠模式，同时向所述无线通信模块发送休眠信号，使所述无线通信模块根据所述休眠信号进入对应的休眠模式。

一种环境监测装置的控制系统，所述控制系统应用于环境监测装置中的微控制单元mcu，所述环境监测装置包括：电池、第一电源转换芯片、第二电源转换芯片、所述mcu、开关管、供电开关、第一环境信息采集模块、第二环境信息采集模块、存储芯片和无线通信模块，所述电池通过所述第一电源转换芯片为所述mcu供电，所述电池通过所述第二电源转换芯片与所述第二环境信息采集模块连接，所述第二电源转换芯片的控制端与所述mcu连接，所述mcu通过所述开关管与所述第一环境信息采集模块连接，所述mcu通过所述供电开关与所述存储芯片连接，所述mcu与所述无线通信模块直接连接，所述控制系统包括：

第一接收单元，用于接收所述无线通信模块发送的第一唤醒信号，所述第一唤醒信号由所述无线通信模块在唤醒后且检测到有外部数据输入时生成；

第一切换单元，用于根据所述第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式；

第一获取单元，用于获取所述无线通信模块传输的所述外部数据；

第一导通单元，用于当所述外部数据传输完成后，控制所述供电开关导通为所述存储芯片供电；

第一存储单元，用于将获取的所述外部数据存储至所述存储芯片；

第一关断单元，用于当所述外部数据存储完成后，控制所述供电开关关断；

发送单元，用于由工作模式重新切换为休眠模式，同时向所述无线通信模块发送休眠信号，使所述无线通信模块根据所述休眠信号进入对应的休眠模式。

从上述的技术方案可知，本发明公开一种环境监测装置的控制方法及系统，该控制方法应用于环境监测装置中的mcu，控制方法为：无线通信模块在唤醒后且检测到有外部数据输入时，生成第一唤醒信号并发送至mcu，mcu根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式，并获取无线通信模块传输的外部数据，当外部数据传输完成后，通过控制供电开关导通为存储芯片供电，并将无线通信模块传输的外部数据存储至存储芯片，当外部数据存储完成后，mcu控制供电开关关断，并由工作模式重新切换为休眠模式，与此同时，控制无线通信模块进入休眠模式。由此可以看出，本发明通过控制mcu和无线通信模块在不工作时休眠来减少电量消耗，与此同时，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的外部数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当外部数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断，即本发明中的存储芯片仅有工作模式，从而省去了存储芯片处于休眠模式时的电量消耗，因此，本发明延长了环境监测装置的电量使用时长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种环境监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种第一电源转换芯片的电路图；

图3为本发明实施例公开的一种第二电源转换芯片的电路图；

图4为本发明实施例公开的一种pmos管的电路图；

图5为本发明实施例公开的一种环境监测装置的控制方法流程图；

图6为本发明实施例公开的另一种环境监测装置的结构示意图；

图7为本发明实施例公开的另一种环境监测装置的控制方法流程图；

图8为本发明实施例公开的另一种环境监测装置的控制方法流程图；

图9为本发明实施例公开的一种环境监测装置的控制系统的结构示意图；

图10为本发明实施例公开的另一种环境监测装置的控制系统的结构示意图；

图11为本发明实施例公开的另一种环境监测装置的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种环境监测装置的控制方法及系统，该控制方法应用于环境监测装置中的mcu，控制方法为：无线通信模块在唤醒后且检测到有外部数据输入时，生成第一唤醒信号并发送至mcu，mcu根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式，并获取无线通信模块传输的外部数据，当外部数据传输完成后，通过控制供电开关导通为存储芯片供电，并将无线通信模块传输的外部数据存储至存储芯片，当外部数据存储完成后，mcu控制供电开关关断，并由工作模式重新切换为休眠模式，与此同时，控制无线通信模块进入休眠模式。由此可以看出，本发明通过控制mcu和无线通信模块在不工作时休眠来减少电量消耗，与此同时，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的外部数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当外部数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断，即存储芯片仅有工作模式，从而省去了存储芯片处于休眠模式时的电量消耗，因此，本发明延长了环境监测装置的电量使用时长。

为便于理解本发明所要保护的技术方案，下面对环境监测装置的内部结构进行说明。

参见图1，本发明一实施例公开的一种环境监测装置的结构示意图，环境监测装置包括：电池10、第一电源转换芯片11、第二电源转换芯片12、mcu(microcontrollerunit，微控制单元)13、开关管14、供电开关15、第一环境信息采集模块16、第二环境信息采集模块17和无线通信模块18和存储芯片19。其中，电池10通过第一电源转换芯片11为mcu13供电，mcu13通过开关管14与第一环境信息采集模块16连接，mcu13通过供电开关15与存储芯片19连接，mcu13与无线通信模块18直接连接。

可选的，无线通信模块18可以为zigbee通信模块。

第一环境信息采集模块16可以包括：温度传感器和湿度传感器。

第二环境信息采集模块17可以包括：压力传感器。

本发明中，第一电源转换芯片11和第二电源转换芯片12分别对电池10进行电压转换得到不同的电压。

第一电源转换芯片11可以将电池10输出的7v电压转换为3.3v电压，第一电源转换芯片11主要用于为第一环境信息采集模块16中的传感器供电，第二电源转换芯片12可以将电池10输出的7v电压转换为5v电压，其中，第二电源转换芯片12的控制端与mcu13连接，第二电源转换芯片12主要用于为第二环境信息采集模块17中的传感器供电。

环境监测装置在不采集数据时会处于休眠模式，此时，mcu13进入休眠模式等待外部中断唤醒，mcu13供电仍然正常，因此，第一电源转换芯片11一直处于工作状态。环境监测装置长时间待机消耗的电量主要来源于第一电源转换芯片11自身无负载的损耗，为减少不必要的待机电量消耗，本发明中，第一电源转换芯片11的静态电流小于静态电流阈值，静态电流阈值为ua级别，具体数值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。其中，第一电源转换芯片11的由7v转3.3v电源芯片及其外围电路构成，参见图2所示的第一电源转换芯片的电路图，图2中u1即为7v转3.3v电源芯片，第一电源转换芯片11在无负载状态下工作电流为2ua，分压电阻r3和r4的阻值越大静态电流越小。

第二电源转换芯片12输出的5v电压主要为第二环境信息采集模块17中的传感器供电，第二电源转换芯片12的输出与否受控于mcu13，mcu13确定当前时刻达到预设采集周期的起始时刻时，mcu13由休眠模式被唤醒，并切换为工作模式。当第二电源转换芯片12的控制端接收到mcu13发送的工作指令时，第二电源转换芯片12将电池10输出的电压由7v转换成5v，并输出5v电压至第二环境信息采集模块17，为第二环境信息采集模块17中的传感器供电。参见图3所示的第二电源转换芯片12的电路图，第二电源转换芯片12由7v转5v电源芯片u2及其外围电路构成，u2的使能端en用于连接至mcu13，当使能端en为低电平时，第二电源转换芯片12不输出电压，此时损耗电流仅为0.1ua，分压电阻r5和r8阻值越大静态电流越小。当mcu13由休眠模式切换为工作模式时，5v_in_int管脚的电平为高电平，此时u2输出5v电压，其他情况下，5v_in_int管脚一直为低电平，u2处于关断模式无输出，在这种情况下，环境监测装置长时间待机消耗的电量主要来源于第二电源转换芯片12处于关断模式下的损耗，为减少不必要的待机电量消耗，本发明中，第二电源转换芯片12的关断电流小于关断电流阈值，关断电流阈值为ua级别，具体数值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。

环境监测装置中，存储芯片19、第一环境信息采集模块16和第二环境信息采集模块17等后级模块，在不工作的情况下也会产生一定的漏电流导致电量损耗，环境监测装置长时间待机消耗的电量包括这些漏电流，为减少不必要的待机电量消耗，本发明中，开关管14优选pmos管，当存储芯片19、第一环境信息采集模块16和第二环境信息采集模块17等后级模块不工作时，mcu13通过控制pmos管的关断来切断后级模块的电源，从而减少待机电量消耗。具体的，参见图4所示的pmos管的电路图，u5为pmos管，3v3_can_en_pd3端连接至mcu13，由mcu13控制pmos管的导通和关断，vcc_a3v3_can为第一电源转换芯片11分出的一个输出端，vcc_d3v3_can为pmos管的输出端连接至第一环境信息采集模块16。

在实际应用中，当环境监测装置进行数据采集时，mcu13将pmos管的栅极电压拉低，pmos管处于导通状态，vcc_d3v3_can产生3.3v的电平给第一环境信息采集模块16中的传感器供电，传感器采集完数据后，pmos管的栅极电压变为高电平，pmos管关断，以将第一环境信息采集模块16中的传感器的电源切断，然后为存储芯片19供电，当这些动作完成后，再将供电开关15关断，mcu13再次进入休眠模式，直至下一个采集周期，从而达到减少电量消耗的目的。其中，供电开关15也可以为pmos管。需要说明的是，开关管14中设置有与第一环境信息采集模块16中传感器等数量的pmos管，每一个pmos管连接第一环境信息采集模块16中的一个传感器。

参见图5，本发明一实施例公开的一种环境监测装置的控制方法流程图，该控制方法应用于图1所示环境监测装置中的mcu，控制方法包括步骤：

步骤s101、接收无线通信模块发送的第一唤醒信号；

其中，第一唤醒信号由无线通信模块在唤醒后且检测到有外部数据输入时生成。

假设无线通信模块为zigbee芯片，通常情况下，zigbee芯片处于休眠模式，zigbee芯片内部的rtc(real_timeclock，时钟芯片)每隔预设时间段，比如5s唤醒一次，当zigbee芯片唤醒后，zigbee芯片会检测是否有外部数据输入，当检测到没有外部数据输入时，则再次进入休眠状态；当检测到有外部数据输入时，zigbee芯片将会控制与mcu相连的io引脚电平由低电平变为高电平，也即，zigbee芯片生成第一唤醒信号，并将第一唤醒信号发送至mcu。

步骤s102、根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式；

当mcu检测到io引脚电平由低电平变为高电平时，也即mcu接收第一唤醒信号，mcu由休眠模式切换为工作模式。

步骤s103、获取无线通信模块传输的外部数据；

当无线通信模块检测到有外部数据输入时，无线通信模块会将采集的外部数据实时传输至mcu。

步骤s104、当外部数据传输完成后，控制供电开关导通为存储芯片供电；

当无线通信模块不再向mcu传输外部数据时，mcu则确定外部数据传输完成，此时，mcu控制供电开关导通为存储芯片供电。也就是说，无线通信模块在将采集的外部数据传输至mcu的过程中，与存储芯片连接的供电开关处于关断状态，只有当外部数据传输完成后，mcu才会控制供电开关导通为存储芯片供电。

步骤s105、将获取的外部数据存储至存储芯片；

步骤s106、当外部数据存储完成后，控制供电开关关断；

本实施例中，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的外部数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当外部数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断。

步骤s107、由工作模式重新切换为休眠模式，同时向无线通信模块发送休眠信号，使无线通信模块根据休眠信号进入对应的休眠模式。

当mcu将无线通信模块传输的外部数据均存储至存储芯片后，mcu通过控制供电开关关断来切断存储芯片的供电电源。此时，mcu会由工作模式再次进入休眠模式，同时，通过向无线通信模块发送休眠信号，使无线通信模块也进入休眠模式，以节省电量消耗。

综上可知，本发明公开的环境监测装置的控制方法，无线通信模块在唤醒后且检测到有外部数据输入时，生成第一唤醒信号并发送至mcu，mcu根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式，并获取无线通信模块传输的外部数据，当外部数据传输完成后，通过控制供电开关导通为存储芯片供电，并将无线通信模块传输的外部数据存储至存储芯片，当外部数据存储完成后，mcu控制供电开关关断，并由工作模式重新切换为休眠模式，与此同时，控制无线通信模块进入休眠模式。由此可以看出，本发明通过控制mcu和无线通信模块在不工作时休眠来减少电量消耗，与此同时，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的外部数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当外部数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断，即存储芯片仅有工作模式，从而省去了存储芯片处于休眠模式时的电量消耗，因此，本发明延长了环境监测装置的电量使用时长。

需要说明的是，无线通信模块和mcu之间连接的输入输出接口，可以因mcu所处模式的不同，由不同的执行主体接管输入输出接口的控制权限。

因此，上述实施例中，步骤s102具体可以包括：

根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式，并获取无线通信模块释放的对输入输出接口的控制权限，输入输出接口为：mcu与无线通信模块之间连接的输入输出接口。

具体的，当mcu根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式后，无线通信模块会释放的对输入输出接口的控制权限，mcu通过获取无线通信模块释放的对输入输出接口的控制权限，实现对输入输出接口的控制权限接管。

上述实施例中，步骤s107具体可以包括：

由工作模式重新切换为休眠模式；

向无线通信模块发送休眠信号，使无线通信模块根据休眠信号进入对应的休眠模式；

释放对输入输出接口的控制权限，使无线通信模块获取对输入输出接口的控制权限。

基于上述论述可知，mcu是根据无线通信模块发送的第一唤醒信号由休眠模式唤醒的，而无线通信模块是通过与mcu连接的输入输出接口，向mcu发送第一唤醒信号，为保证无线通信模块在下次检测到外部数据时，仍可以向mcu发送第一唤醒信号，当mcu由工作模式重新切换为休眠模式后，mcu会释放对输入输出接口的控制权限，以使无线通信模块再次获取对输入输出接口的控制权限。

图5所示的实施例中，mcu是被无线通信模块发送的第一唤醒信号唤醒的，为便于后续论述其他对mcu的唤醒方式，可以将图5所示的唤醒方式命名为无线唤醒。

在实际应用中，当环境监测装置需要采集周边环境的振动数据时，比如，声音数据，在环境检测装置中就需要安装振动传感器。参见图6所示的另一种环境监测装置的结构示意图，在图1所述实施例的基础上，环境监测装置还可以包括：振动传感器20，振动传感器20与mcu13连接。

基于图6所示的环境监测装置，参见图7，本发明一实施例公开的一种环境监测装置的控制方法流程图，该控制方法应用于图6所示的环境监测装置中的mcu，控制方法包括步骤：

步骤s201、接收振动传感器发送的第二唤醒信号；

其中，第二唤醒信号由振动传感器在确定所采集的振动数据的振动幅度不小于预设幅度阈值时生成。

在实际应用中，振动传感器实时采集周边环境的振动数据，并将采集的振动数据的振动幅度与预设幅度阈值进行比较，当采集的振动数据的振动幅度不小于预设幅度阈值时，振动传感器生成第二唤醒信号，并将第二唤醒信号发送至mcu。

步骤s202、根据第二唤醒信号由休眠模式切换为工作模式；

mcu在接收到振动传感器输出的第二唤醒信号后，会由休眠模式切换为工作模式。

步骤s203、获取振动传感器采集的振动数据；

步骤s204、当振动数据采集完成后，控制供电开关导通为存储芯片供电；

当振动传感器不再向mcu发送振动数据时，或是，mcu确定采集时间达到预设采集周期时，mcu控制供电开关导通为存储芯片供电。也就是说，振动传感器在将采集的振动数据发送至mcu的过程中，与存储芯片连接的供电开关处于关断状态，只有当振动数据采集完成后，mcu才会控制供电开关导通为存储芯片供电。

步骤s205、将获取的振动数据存储至存储芯片；

步骤s206、当振动数据存储完成后，控制供电开关关断；

本实施例中，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的振动数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当振动数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断。

步骤s207、由工作模式重新切换为休眠模式。

当mcu将振动传感器传输的振动数据均存储至存储芯片后，mcu通过控制供电开关关断来切断存储芯片的供电电源，此时，mcu会由工作模式再次进入休眠模式。

综上可知，本发明公开的环境监测装置的控制方法，振动传感器确定采集的振动数据的振动幅度不小于预设幅度阈值时，生成第二唤醒信号并发送至mcu，mcu根据第二唤醒信号由休眠模式切换为工作模式，并获取振动传感器采集的振动数据，当振动数据采集完成后，通过控制供电开关导通为存储芯片供电，并将获取的振动数据存储至存储芯片，当振动数据存储完成后，mcu控制供电开关关断，并由工作模式重新切换为休眠模式。由此可以看出，本发明通过控制mcu和无线通信模块在不工作时休眠来减少电量消耗，与此同时，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的振动数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当振动数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断，即存储芯片仅有工作模式，从而省去了存储芯片处于休眠模式时的电量消耗，因此，本发明延长了环境监测装置的电量使用时长。

图7所示的实施例中，mcu是被振动传感器发送的第二唤醒信号唤醒的，为便于后续论述其他对mcu的唤醒方式，可以将图7所示的唤醒方式命名为振动唤醒。

基于上述论述可知，mcu不论无线唤醒还是振动唤醒，mcu均是被动唤醒，在实际应用中，mcu也可以主动唤醒。

参见图8，本发明一实施例公开的一种环境监测装置的控制方法流程图，该控制方法应用于图1或图6所示的环境监测装置中的mcu，控制方法包括步骤：

步骤s301、判断当前时刻是否达到预设采集周期的起始时刻，如果是，则执行步骤s302；

当mcu内部的rtc达到预设采集周期，也即，当mcu确定当前时刻达到预设采集周期的起始时刻，则mcu主动唤醒，反之，当mcu确定当前时刻未达到预设采集周期的起始时刻，则mcu继续处于休眠模式。

步骤s302、主动由休眠模式切换为工作模式；

步骤s303、控制开关管导通为第一环境信息采集模块供电，同时，控制第二电源转换芯片工作为第二环境信息采集模块供电；

当mcu处于休眠模式时，连接在mcu与第一环境信息采集模块之间的开关管处于关断状态，此时，第一环境信息采集模块处于未工作状态。当mcu唤醒后，即mcu由休眠模式切换为工作模式时，mcu才控制开关管导通，为第一环境信息采集模块供电，从而省去了第一环境信息采集模块处于休眠模式的耗电量。

同样，当mcu处于休眠模式时，连接在mcu和第二环境信息采集模块之间的第二电源转换芯片不工作，此时，第二环境信息采集模块处于未工作状态。当mcu唤醒后，即mcu由休眠模式切换为工作模式时，mcu才控制第二电源转换芯片工作，第二电源转换芯片将电池输出的电压由7v转换成5v，并输出5v电压至第二环境信息采集模块，为第二环境信息采集模块中的传感器供电，从而省去了第二环境信息采集模块处于休眠模式的耗电量。

步骤s304、获取第一环境信息采集模块采集的第一环境数据和第二环境信息采集模块采集的第二环境数据；

第一环境信息采集模块采集的第一环境数据，比如环境温度、环境湿度等。

第二环境信息采集模块采集的第二环境数据，比如压力。

步骤s305、当采集第一环境数据和第二环境数据的时间段达到预设采集周期时，控制开关管关断以及控制第二电源转换芯片停止工作，并控制供电开关导通为存储芯片供电；

当mcu确定采集第一环境数据和第二环境数据的时间段达到预设采集周期时，也即，mcu完成一个预设采集周期的数据采集时，mcu会控制开关管关断，从而切断第一环境信息采集模块的供电电源，同时，控制第二电源转换芯片停止工作，从而切换第二环境信息采集模块的供电电源，并控制供电开关导通为存储芯片供电，以便后续将获取的环境数据存储至存储芯片。

步骤s306、将获取的第一环境数据和第二环境数据存储至存储芯片；

步骤s307、当第一环境数据和第二环境数据存储完成后，控制供电开关关断；

本实施例中，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的环境数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当环境数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断。

步骤s308、由工作模式重新切换为休眠模式。

综上可知，本发明公开的环境监测装置的控制方法，当mcu确定当前时刻达到预设采集周期的起始时刻时，mcu主动唤醒，通过控制开关管导通为第一环境信息采集模块供电，并获取第一环境信息采集模块采集的第一环境数据，同时，通过控制第二电源转换芯片工作为第二环境信息采集模块供电，并获取第二环境信息采集模块采集的第二环境数据，当采集第一环境数据和第二环境数据的时间达到预设采集周期时，控制开关管关断以及控制第二电源转换芯片停止工作，并控制供电开关导通为存储芯片供电，当获取的第一环境数据和第二环境数据均存储至存储芯片后，mcu控制供电开关关断，并由工作模式重新切换为休眠模式。由此可以看出，本发明通过控制mcu和无线通信模块在不工作时休眠来减少电量消耗，与此同时，第一环境信息采集模块、第二环境信息采集模块和存储芯片并非一直被供电，第一环境信息采集模块和第二环境信息采集模块只有在mcu的预设采集周期达到时，才会由mcu通过控制开关管导通以及控制第二电源转换芯片工作被供电，并且，当达到采集周期后，第一环境信息采集模块和第二环境信息采集模块的供电电源又会被切断；存储芯片只有在mcu存储获取的环境数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当环境数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断，即存储芯片、第一环境信息采集模块和第二环境信息采集模块仅有工作模式，从而省去了存储芯片、第一环境信息采集模块和第二环境信息采集模块处于休眠模式时的电量消耗，因此，本发明延长了环境监测装置的电量使用时长。

基于上述论述可知，mcu的唤醒方式包括：主动唤醒和被动唤醒，被动唤醒包括：振动唤醒和无线唤醒。需要特别说明的是，在实际应用中，mcu的唤醒方式可以为：主动唤醒、振动唤醒和无线唤醒中的任意一种、两种或全部。

与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种环境监测装置的控制系统。

参见图9，本发明一实施例公开的一种环境监测装置的控制系统的结构示意图，该控制系系统应用于图1所示环境监测装置中的mcu，控制系统包括：

第一接收单元401，用于接收无线通信模块发送的第一唤醒信号；

其中，第一唤醒信号由无线通信模块在唤醒后且检测到有外部数据输入时生成。

假设无线通信模块为zigbee芯片，通常情况下，zigbee芯片处于休眠模式，zigbee芯片内部的rtc(real_timeclock，时钟芯片)每隔预设时间段，比如5s唤醒一次，当zigbee芯片唤醒后，zigbee芯片会检测是否有外部数据输入，当检测到没有外部数据输入时，则再次进入休眠状态；当检测到有外部数据输入时，zigbee芯片将会控制与mcu相连的io引脚电平由低电平变为高电平，也即，zigbee芯片生成第一唤醒信号，并将第一唤醒信号发送至mcu。

第一切换单元402，用于根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式；

当mcu检测到io引脚电平由低电平变为高电平时，也即mcu接收第一唤醒信号，mcu由休眠模式切换为工作模式。

第一获取单元403，用于获取无线通信模块传输的外部数据；

当无线通信模块检测到有外部数据输入时，无线通信模块会将采集的外部数据实时传输至mcu。

第一导通单元404，用于当外部数据传输完成后，控制供电开关导通为存储芯片供电；

当无线通信模块不再向mcu传输外部数据时，mcu则确定外部数据传输完成，此时，mcu控制供电开关导通为存储芯片供电。也就是说，无线通信模块在将采集的外部数据传输至mcu的过程中，与存储芯片连接的供电开关处于关断状态，只有当外部数据传输完成后，mcu才会控制供电开关导通为存储芯片供电。

第一存储单元405，用于将获取的外部数据存储至存储芯片；

第一关断单元406，用于当外部数据存储完成后，控制供电开关关断；

本实施例中，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的外部数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当外部数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断。

发送单元407，用于由工作模式重新切换为休眠模式，同时向无线通信模块发送休眠信号，使无线通信模块根据休眠信号进入对应的休眠模式。

当mcu将无线通信模块传输的外部数据均存储至存储芯片后，mcu通过控制供电开关关断来切断存储芯片的供电电源。此时，mcu会由工作模式再次进入休眠模式，同时，通过向无线通信模块发送休眠信号，使无线通信模块也进入休眠模式，以节省电量消耗。

综上可知，本发明公开的环境监测装置的控制系统，无线通信模块在唤醒后且检测到有外部数据输入时，生成第一唤醒信号并发送至mcu，mcu根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式，并获取无线通信模块传输的外部数据，当外部数据传输完成后，通过控制供电开关导通为存储芯片供电，并将无线通信模块传输的外部数据存储至存储芯片，当外部数据存储完成后，mcu控制供电开关关断，并由工作模式重新切换为休眠模式，与此同时，控制无线通信模块进入休眠模式。由此可以看出，本发明通过控制mcu和无线通信模块在不工作时休眠来减少电量消耗，与此同时，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的外部数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当外部数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断，即存储芯片仅有工作模式，从而省去了存储芯片处于休眠模式时的电量消耗，因此，本发明延长了环境监测装置的电量使用时长。

需要说明的是，无线通信模块和mcu之间连接的输入输出接口，可以因mcu所处模式的不同，由不同的执行主体接管输入输出接口的控制权限。

第一切换单元402具体可以用于：根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式，并获取无线通信模块释放的对输入输出接口的控制权限，输入输出接口为：mcu与无线通信模块之间连接的输入输出接口。

具体的，当mcu根据第一唤醒信号由休眠模式切换为工作模式后，无线通信模块会释放的对输入输出接口的控制权限，mcu通过获取无线通信模块释放的对输入输出接口的控制权限，实现对输入输出接口的控制权限接管。

上述实施例中，发送单元407具体可以用于：

由工作模式重新切换为休眠模式；

向无线通信模块发送休眠信号，使无线通信模块根据休眠信号进入对应的休眠模式；

释放对输入输出接口的控制权限，使无线通信模块获取对输入输出接口的控制权限，输入输出接口为：mcu与无线通信模块之间连接的输入输出接口。

基于上述论述可知，mcu是根据无线通信模块发送的第一唤醒信号由休眠模式唤醒的，而无线通信模块是通过与mcu连接的输入输出接口，向mcu发送第一唤醒信号，为保证无线通信模块在下次检测到外部数据时，仍可以向mcu发送第一唤醒信号，当mcu由工作模式重新切换为休眠模式后，mcu会释放对输入输出接口的控制权限，以使无线通信模块再次获取对输入输出接口的控制权限。

图5所示的实施例中，mcu是被无线通信模块发送的第一唤醒信号唤醒的，为便于后续论述其他对mcu的唤醒方式，可以将图5所示的唤醒方式命名为无线唤醒。

在实际应用中，当环境监测装置需要采集周边环境的振动数据时，比如，声音数据，在环境检测装置中就需要安装振动传感器。参见图6所示的另一种环境监测装置的结构示意图，在图1所述实施例的基础上，环境监测装置还可以包括：振动传感器20，振动传感器20与mcu13连接。

基于图6所示的环境监测装置，参见图10，本发明另一实施例公开的一种环境监测装置的控制系统的结构示意图，该控制系系统应用于图6所示环境监测装置中的mcu，控制系统包括：

第二接收单元501，用于接收振动传感器发送的第二唤醒信号；

其中，第二唤醒信号由振动传感器在确定所采集的振动数据的振动幅度不小于预设幅度阈值时生成。

在实际应用中，振动传感器实时采集周边环境的振动数据，并将采集的振动数据的振动幅度与预设幅度阈值进行比较，当采集的振动数据的振动幅度不小于预设幅度阈值时，振动传感器生成第二唤醒信号，并将第二唤醒信号发送至mcu。

第二切换单元502，用于根据第二唤醒信号由休眠模式切换为工作模式；

mcu在接收到振动传感器输出的第二唤醒信号后，会由休眠模式切换为工作模式。

第二获取单元503，用于获取振动传感器采集的振动数据；

第二导通单元504，用于当振动数据采集完成后，控制供电开关导通为存储芯片供电；

当振动传感器不再向mcu发送振动数据时，或是，mcu确定采集时间达到预设采集周期时，mcu控制供电开关导通为存储芯片供电。也就是说，振动传感器在将采集的振动数据发送至mcu的过程中，与存储芯片连接的供电开关处于关断状态，只有当振动数据采集完成后，mcu才会控制供电开关导通为存储芯片供电。

第二存储单元505，用于将获取的振动数据存储至存储芯片；

第二关断单元506，用于当振动数据存储完成后，控制供电开关关断；

本实施例中，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的振动数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当振动数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断。

第三切换单元507，用于由工作模式重新切换为休眠模式。

当mcu将振动传感器传输的振动数据均存储至存储芯片后，mcu通过控制供电开关关断来切断存储芯片的供电电源，此时，mcu会由工作模式再次进入休眠模式。

综上可知，本发明公开的环境监测装置的控制系统，振动传感器确定采集的振动数据的振动幅度不小于预设幅度阈值时，生成第二唤醒信号并发送至mcu，mcu根据第二唤醒信号由休眠模式切换为工作模式，并获取振动传感器采集的振动数据，当振动数据采集完成后，通过控制供电开关导通为存储芯片供电，并将获取的振动数据存储至存储芯片，当振动数据存储完成后，mcu控制供电开关关断，并由工作模式重新切换为休眠模式。由此可以看出，本发明通过控制mcu和无线通信模块在不工作时休眠来减少电量消耗，与此同时，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的振动数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当振动数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断，即存储芯片仅有工作模式，从而省去了存储芯片处于休眠模式时的电量消耗，因此，本发明延长了环境监测装置的电量使用时长。

图7所示的实施例中，mcu是被振动传感器发送的第二唤醒信号唤醒的，为便于后续论述其他对mcu的唤醒方式，可以将图7所示的唤醒方式命名为振动唤醒。

基于上述论述可知，mcu不论无线唤醒还是振动唤醒，mcu均是被动唤醒，在实际应用中，mcu也可以主动唤醒。

参见图11，本发明另一实施例公开的一种环境监测装置的控制系统的结构示意图，该控制系系统应用于图1或图6所示环境监测装置中的mcu，控制系统包括：

判断单元601，用于判断当前时刻是否达到预设采集周期的起始时刻；

当mcu内部的rtc达到预设采集周期，也即，当mcu确定当前时刻达到预设采集周期的起始时刻，则mcu主动唤醒，反之，当mcu确定当前时刻未达到预设采集周期的起始时刻，则mcu继续处于休眠模式。

第四切换单元602，用于在判断单元601判断为是的情况下，主动由休眠模式切换为工作模式；

第三导通单元603，用于控制开关管导通为第一环境信息采集模块供电，同时，控制第二电源转换芯片工作为第二环境信息采集模块供电；

当mcu处于休眠模式时，连接在mcu与第一环境信息采集模块之间的开关管处于关断状态，此时，第一环境信息采集模块处于未工作状态。当mcu唤醒后，即mcu由休眠模式切换为工作模式时，mcu才控制开关管导通，为第一环境信息采集模块供电，从而省去了第一环境信息采集模块处于休眠模式的耗电量。

同样，当mcu处于休眠模式时，连接在mcu和第二环境信息采集模块之间的第二电源转换芯片不工作，此时，第二环境信息采集模块处于未工作状态。当mcu唤醒后，即mcu由休眠模式切换为工作模式时，mcu才控制第二电源转换芯片工作，第二电源转换芯片将电池输出的电压由7v转换成5v，并输出5v电压至第二环境信息采集模块，为第二环境信息采集模块中的传感器供电，从而省去了第二环境信息采集模块处于休眠模式的耗电量。

第三获取单元604，用于获取第一环境信息采集模块采集的第一环境数据和第二环境信息采集模块采集的第二环境数据；

第一环境信息采集模块采集的环境数据，比如环境温度、环境湿度等。

第二环境信息采集模块采集的第二环境数据，比如压力。

第三关断单元605，用于当采集第一环境数据和第二环境数据的时间段达到预设采集周期时，控制开关管关断以及控制第二电源转换芯片停止工作，并控制供电开关导通为存储芯片供电；

当mcu确定采集第一环境数据和第二环境数据的时间段达到预设采集周期时，也即，mcu完成一个预设采集周期的数据采集时，mcu会控制开关管关断，从而切断第一环境信息采集模块的供电电源，同时，控制第二电源转换芯片停止工作，从而切断第二环境信息采集模块的供电电源，并控制供电开关导通为存储芯片供电，以便后续将获取的环境数据存储至存储芯片。

第三存储单元606，用于将获取的第一环境数据和第二环境数据存储至存储芯片；

第四关断单元607，用于当第一环境数据和第二环境数据存储完成后，控制供电开关关断；

本实施例中，存储芯片并非一直被供电，存储芯片只有在mcu存储获取的环境数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当环境数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断。

第五切换单元608，用于由工作模式重新切换为休眠模式。

综上可知，本发明公开的环境监测装置的控制系统，当mcu确定当前时刻达到预设采集周期的起始时刻时，mcu主动唤醒，通过控制开关管导通为第一环境信息采集模块供电，并获取第一环境信息采集模块采集的第一环境数据，同时，通过控制第二电源转换芯片工作为第二环境信息采集模块供电，并获取第二环境信息采集模块采集的第二环境数据，当采集第一环境数据和第二环境数据的时间达到预设采集周期时，控制开关管关断以及控制第二电源转换芯片停止工作，并控制供电开关导通为存储芯片供电，当获取的第一环境数据和第二环境数据均存储至存储芯片后，mcu控制供电开关关断，并由工作模式重新切换为休眠模式。由此可以看出，本发明通过控制mcu和无线通信模块在不工作时休眠来减少电量消耗，与此同时，第一环境信息采集模块、第二环境信息采集模块和存储芯片并非一直被供电，第一环境信息采集模块和第二环境信息采集模块只有在mcu的预设采集周期达到时，才会由mcu通过控制开关管导通以及控制第二电源转换芯片工作被供电，并且，当达到采集周期后，第一环境信息采集模块和第二环境信息采集模块的供电电源又会被切断；存储芯片只有在mcu存储获取的环境数据时，才会由mcu通过控制供电开关导通被供电，并且，当环境数据存储完成后，存储芯片的供电电源又会被切断，即存储芯片、第一环境信息采集模块和第二环境信息采集模块仅有工作模式，从而省去了存储芯片、第一环境信息采集模块和第二环境信息采集模块处于休眠模式时的电量消耗，因此，本发明延长了环境监测装置的电量使用时长。

基于上述论述可知，mcu的唤醒方式包括：主动唤醒和被动唤醒，被动唤醒包括：振动唤醒和无线唤醒。需要特别说明的是，在实际应用中，mcu的唤醒方式可以为：主动唤醒、振动唤醒和无线唤醒中的任意一种、两种或全部。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。