一种链路自愈的传感器组件的制作方法

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种链路自愈的传感器组件。

背景技术：

随着科技的发展，电子设备越来越多样化，而且越来越智能化。智能化的设备在执行动作的时候，很多情况下需要检测外侧环境变化或者与之关联的设备的运行情况，感知这些变化所采用的电子器件为传感器，因此传感器的使用很频繁。

现有技术中，传感都是单独的个体，不同的功能的传感器均独立设置的，当某个自动控制设备需要检测多个传感功能的时候，需要同时连接多个独立的传感器，由于每个不同的传感器都有不同的形状，故多个不同的传感器组合在一起所占用的空间较大，使用起来也不方便。且传感器内部就一条链路，容易发生故障，特别是在当传感器是在与其他的传感器或者零部件串连使用的时候，传感器发生故障则影响后续的动作。

技术实现要素：

本实用的目的旨在提供一种链路自愈的传感器组件，将多种不同的功能组合起来，采用一个主控制器进行通讯和处理，多个传感器组件通过一个 GWM网管进行通讯和管理。一个传感器组件集成多种传感功能，功能多样，且节省了传感器的空间占用大小，使用起来更为方便，且设备备份链路，更为安全。

为了实现上述目的，本实用新型公开一种链路自愈的传感器组件，包括传感器和主控制器，所述传感器设置有多个，所述传感器包括感应元件和处理元件，所述感应元件与处理元件电连接或感应元件与处理元件是个集成体，每个所述传感器组件上设置有两个通讯接口，多个所述传感器上组件通过通讯接口串联在一起，位于首端传感器组件或末端的传感器组件与GWM网关电连接。

进一步的，所述传感器组件上的两个通讯接口之间设置有优选链路和备份链路，所述优选链路和备份链路的两端均共用一个通讯接口，所述优选链路和备份链路并联在一起。

进一步的，所述通讯接口为双向通讯的RJ45接口。

进一步的，所述传感器为温度传感器、湿度传感器、光感传感器、 NFC/RFID传感器、水浸传感器、重力传感器和速度传感器的一种或多种。

进一步的，所属的传感器组件上设置有报警模块，以对与主控制器连接的各个不同传感器发生异常时进行报警；同时，报警模块不限于数码管、LED 灯或者蜂鸣器等常用的报警推送手段。

进一步的，所述GWM网关上设置有报警模块，以对与GWM网关连接的各个不同的传感器组件发生异常时进行报警；同时，报警模块不限于数码管、LED灯或者蜂鸣器等常用的报警推送手段。

本实用新型的有益效果是：

1)每个传感器组件内都设置有优选链路和备份链路，当元件内部出现断路时，系统会进行链路检测，及时进行自动切换，将数据通路倒换到备份链路上，从而绕过断路的板卡，保证整个单链上其他设备组成的新链路通信正常，安全可靠；

2)将多种不同的功能组合起来，采用一个主控制器进行通讯和处理，一个组件集成多种传感功能，功能多样，且节省了传感器的空间占用大小，使用起来更为方便；

3)采用RJ45接口，基于485总线平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力；

4)采用GWM网关进行统一管理，避免多个传感器组件各自走线，导致线路复杂，维修复杂的情况，走线美观，更利于维护和管理；

5)传感器组件设备的报警模块，对不同的传感器进行统一管理；GWM 网关设备的报警模块，对全部传感器组件进行统一管理，统一监测，使用更为安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型传感器组件连接示意图；

图2为本实用新型多个传感器组件连接示意图；

图3为本实用新型多个传感器组件串联示意图；

图4为本实用新型多个传感器组件备份链路示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和 /或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

请参阅图1-图3，为了实现上述目的，本实用新型公开一种链路自愈传感器组件1，可与GWM网关2通信；传感器组件1包括传感器和主控制器11，所述传感器组件1设置有多个传感器，所述传感器包括多个传感器的感应元件(图未示)和处理元件(图未示)，所述感应元件与处理元件电连接或感应元件与处理元件是个集成体，所述传感器组件1上设置有两个通讯接口111，多个所述传感器组件1上的主控制器11通过通讯接口111串联在一起，位于首端的传感器组件或末端传感器组件的主控制器11与所述GWM网关2连接。与现有技术相比，将多种不同功能的传感器组件1组合起来，采用一个主控制器进行管理，同时多个传感器组件通过一个GWM网关2进行通讯和处理，一个组件集成多种传感功能，功能多样，且节省了传感器的空间占用大小，使用起来更为方便。

进一步的，所述主控制器11上的两个通讯接口111之间设置有优选链路 112和备份链路113，所述优选链路112和备份链路113的两端均共用一个通讯接口111，所述优选链路112和备份链路113并联在一起。通常情况下，当连接上两个通讯接口111后，会自动选择优选链路，只有当元件内部出现断路时，系统会进行链路检测，及时进行自动切换，将数据通路倒换到备份链路上，从而绕过断路的板卡，保证整个单链上其他设备组成的新链路通信正常，安全可靠。

进一步的，所述通讯接口为双向通讯的RJ45接口，基于RS485总线平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力。RS485总线采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制，在单链组网中，每个主控制器11会带上设备标记，直接与GWM网关 2通信；例如，第三个主控制器11与GWM网关2通信时，中间的第一个传感器组件1和第二个传感器组件1通过电路板连接成一条通路后，相当于每个中间节点的主控制器11都透明存在，这种通信设计，可节省大量的信号线。 RS485总线由于其布线简单，稳定可靠而应用广泛，这种总线设计具备一个好处：即每个主控制器11若非发生板卡断路的场景，只是通信有错误或者内部通信异常，不会影响RS485总线通信，即整个单链工作正常。本实施例中，采用了通用接口RJ45接口，利用RJ45网线其中2根线芯，完成RS485通信，成本低，技术成熟，稳定可靠。

现有技术中，部署大量传感器，导致走线杂乱，问题定位难，维护和调整线路难，供电和管理都需要大量接口才能满足，设计、实施和维护成本高。本实用新型中，将多种不同的功能组合起来，采用一个主控制器11进行通讯和处理；再上行通过一个GWM网关2进行通讯和处理。一个传感器组件集成多种传感功能，功能多样，且节省了传感器的空间占用大小，使用起来更为方便。多个主控制器11通过RS485接口与GWM网关2电连接，以并联、串联或者串、并联混合的方式连接。通过较小的空间占用即可完成多种检测功能，走线简单，定位问题容易，电源和管理设备接口用量少，降低成本。

在本实施例中，需要与外界环境接触的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光感传感器、NFC/RFID传感器标签和水浸传感器。不需要与外界环境接触的传感器包括重力传感器、速度传感器和NFC/RFID传感器。但是本申请并不局限于上述举例这几种，其他的可以用到的传感器也可以通过上述分类和连接方式设置。在本实施例中，所述传感器组件1设置有报警模块(图未示)，以对各个不同传感器发生的异常进行报警；比如，当检测到其中一个重力传感器发现灯箱有倾斜发生报警时，主控制器11会通知报警器报警，同时将该信号发送出去，送给GWM网关2。GWM网关2上也设置有报警模块(图未示)，以对与GWM网关2连接的各个不同的传感器组件1发生异常时进行报警。比如，当检测到其中一个主控制器11采用了备用链路或者两条链路都不可用的时候，主控制器11会发送相关信息给GWM网关2，GWM 网关2上的报警模块31进行报警，同时将该信号发送出去，比如发送给云服务器或者本体监控系统进行出错提醒，以便于工作人员及时了解情况。

本实用新型中，温度传感器主要用于温度监测，以进行阈值预警，温度传感器通过热敏电阻实现对周围温度进行探测。它是根据物体的某些随温度变化的物理属性制作的温度传感器，将温度量转换成某种物理属性的变化，测量该种物理属性的变化反映了被测介质的温度高低。通过系统设定的阈值，进行预警告知。根据温度传感器探测的温度值和整个系统获取的电流值是否异常，综合判断空间环境是否有异常变化影响，从而输出环境温度值；为了避免误报，系统增加机器学习的算法，通对一段时间的温度数据进行分析，确认环境的整体状态特征，从而减少误报。

本实施例中，湿度传感器主要用于湿度感知和阈值预警，湿度传感器由两组细导线组成，导线丝每根相距很近，大约2mm左右。当空气湿度很大时，两组导线丝便构成导线通路，6V的电源电压通过电阻R1加到晶体管BG1的基极上，使BG1导通，R2上的电压降使可控硅SCR1导通，推送报警条件给MCU 管理单元。通过系统设定的阈值，进行预警告知。

水浸传感器主要用于浸水监测，状态告警，采用液体导电原理，用电极探测是否有水存在，再用传感器转换成干接点输出。本实施例中，水浸传感器设计为接触式水浸探测器，正常时两极探头被空气绝缘，在浸水状态下探头导通，传感器输出干接点信号。金属触点设计在传感器一边，支持水平底面和一个垂直端面的感知。当探头浸水高度约1毫米时，即产生告警信号，传递给MCU，实现状态告警。所述水浸传感器的感应元件置于箱体最下端。

本实施例中，重力传感器为一种姿态监控，倾斜监控的传感器，比如陀螺仪，其可以用来传感与维持方向，基于角动量守恒的理论设计，由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪有抗拒方向改变的趋向，它一旦开始旋转，由于转子的角动量，通过陀螺仪的角度偏移量，即可判断外在空间设备姿态是否倾斜，根据一段时间的数据综合数据判断，若短时发生较大的角度偏移，则立刻报警；否则，同样是基于数据积累和分析的学习算法，给出相对客观的数据判断。

本实施例中，光感传感器主要用于对光照区域与综合监测，通过光感传感器将光照强度值转为电压值。本实施例中，所采用的光照传感器具有高敏感度。根据光照强度的LX值变化趋势，同时综合考虑电流值的变化情况，综合判断光照区域的异常判断。光照时，灯每W大约可发出n个LX，通过对LX的变化进行判断。

在本实施例中，当运用在门窗监测时，还可以设置NFC/RFID传感器，以进行开关状态告警。本实施例中，NFC/RFID传感器的感应元件11为NFC/RFID 标签，其可以粘贴在需要监测的门窗上，NFC/RFID传感器的处理元件(图未示)与NFC/RFID标签之间是有感应距离的，当二者之间的距离超出感应距离，则处理元件无法感应到NFC/RFID标签，此时判定门窗为打开状态，并将该信息传送给主控制器11。基于以上原理，该传感器还可以用于检测物体是否打开或者脱落。比如运用在检测广告贴纸的是否脱落上。在广告贴纸的边角贴上带有标签的NFC/RFID标签，同时通过处理元件11是否成功读取到NFC/RFID 标签的数据，从而确认广告贴纸是否在固定位置来实现监测边角是否脱落，是否翻转。采用的NFC/RFID标签读写功能，功率可调，可以调节NFC/RFID 标签的距离，NFC/RFID标签上的天线支持水平上面，和一个垂直立面的对 NFC/RFID标签的读取。

本实用新型的设计原则为，顺利完成对温度和湿度的检测，同时避免散热元器件对温度和湿度的影响。顺利完成对环境空间的检测，同时避免设备电路板处于封闭的空间，起到防水防尘的效果。顺利完成对光照的检测，同时避免光照引起设备内部温度升高而影响设备正常工作的问题。

在本实施例中，多用途传感器组件是一款智能型的整合多种检测功能的感知器。它小巧精致，功能强大，集成度高，部署灵活，超低功耗，绿色环保，维护简单，智能可靠。