一种基于蓝牙MESH的温湿度测量终端的制作方法

本实用新型是一种基于蓝牙MESH的温湿度测量终端，属于电子测量技术领域。

背景技术：

目前，在农业、生产过程以及现实生活的各个场合中，需要对周围环境的温湿度信息进行提取和处理，比如粮食的保存过程中，需要对粮仓的实时温湿度信息进行反馈，以便管理人员采取相应的措施，避免造成粮食大范围的腐烂变质。

现在比较常用的采集和处理温湿度信息的方法是通过温湿度传感器采集温室度信息，在通过485总线或者现场总线，将数据传输到监控中心，需要大量的线缆连接各测量节点进行测量，并且设备功能单一，测量系统架设复杂，数据处理实时性不高。随着短距离无线通信技术、嵌入式技术和传感器技术的发展，工业现场测量系统的网络化、智能化得到快速提，这个问题解决有了新的办法。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种基于蓝牙MESH的温湿度测量终端，采用蓝牙BLE无线传输，无需布线，布置灵活，可实现现场大范围多点温湿度测量，并且多点测量后测量的精度大大提高，便于扩展，可以较方便地接入外围传感器或需要控制的设备等应用于相关物理量测量领域。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于蓝牙MESH的温湿度测量终端，包括电源管理模块、蓝牙MESH模块、MCU模块和温湿度采集模块，MCU模块连接蓝牙MESH模块和温湿度采集模块；

所述电源管理模块包括芯片U1、芯片U2和MOS管Q2，芯片U1的型号为DW01+G，芯片U2的型号为RT9193，MOS管Q2的型号为FS8205；

所述蓝牙MESH模块包括芯片U3，芯片U3的型号为NRF52810；

所述MCU模块包括芯片U4，芯片U4的型号为CC2540；

所述温湿度采集模块包括芯片U5，芯片U5的型号为BME280。

进一步的，所述芯片U1的1脚连接有MOS管Q2的4脚，芯片U1的3脚连接有MOS管Q2的5脚，MOS管Q2的1脚、6脚、7脚和8脚接地，MOS管Q2的2脚和3脚相连并连接有芯片U1的6脚、MOS管Q3的2脚和拨码开关K2的1脚，拨码开关K2的2脚接地，MOS管Q3的3脚接电池接口J2的负极B-脚，MOS管Q3的1脚连接有电阻R5一端，电阻R5另一端接电池接口J2的正极B+脚；芯片U1的2脚连接有电阻R6一端，电阻R6另一端接地，芯片U1的5脚连接有电阻R4一端和电容C14一端，电容C14另一端接地，电阻R4另一端连接有拨码开关K1的2脚，拨码开关K1的1脚连接有电池接口J2的B+脚。

进一步的，所述芯片U2的1脚连接有电容C2一端、电容C1一端和MOS管Q1的2脚，电容C2另一端和电容C1另一端接地，MOS管Q1的1脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端接地，MOS管Q1的3脚连接电池接口J2的正极B+脚，芯片U2的2脚接地，芯片U2的3脚连接芯片U2的1脚，芯片U2的5脚连接有电容C3一端和电容C4一端，并输出VCC电源，电容C3另一端和电容C4另一端接地；

所述电池接口J2的正极B+脚连接有电阻R2一端和充电接口J1的正极P+脚，充电接口J1的负极P-脚接地，电阻R2另一端连接有电阻R3一端和电容C7一端，电阻R3另一端和电容C7另一端接地。

进一步的，所述芯片U3的1脚连接有电容C10一端，电容C10另一端接地，芯片U3的2脚连接有电容C11一端和晶振Y2一端，芯片U3的3脚连接有电容C16一端和晶振Y2另一端，电容C11另一端和电容C16另一端接地，芯片U3的13脚连接有电容C17一端，并接入VCC1电源，电容C17另一端接地，芯片U3的32脚连接有电容C15一端，电容C15另一端接地，芯片U3的33脚连接有电容C12一端，电容C12另一端接地，芯片U3的34脚连接有电容C13一端和晶振Y1一端，电容C13另一端接地，芯片U3的35脚连接有电容C9一端和晶振Y1另一端，电容C9另一端接地，芯片U3的36脚连接有电容C8一端，并接入VCC1电源，电容C8另一端接地，芯片U3的47脚连接有电容C5一端，电容C5另一端接地，芯片U3的48脚连接有电容C6一端，并接入VCC1电源，电容C6另一端接地，芯片U3的30脚连接有电感L1一端，电感L1另一端连接有天线接口TX1的1脚，芯片U3的46脚和31脚接地，天线接口TX1的型号为ANT_SMB。

进一步的，所述芯片U4的36脚连接有按键K1一端，按键K1另一端接地，芯片U4的34脚连接有按键K2一端，按键K2另一端接地，芯片U4的11脚连接有电阻R8一端，电阻R8另一端连接有发光二极管D1一端，发光二极管D1另一端接地，芯片U4的9脚连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接有发光二极管D2一端，发光二极管D2另一端接地，芯片U4的8脚连接有电阻R10一端，电阻R10另一端连接有发光二极管D3一端，发光二极管D3另一端接地；芯片U4的20脚连接有电阻R11一端、电容C29一端和复位按键RESET，电容C29另一端接地，电阻R11另一端接VCC电源。

进一步的，所述芯片U4的30脚连接有电阻R12一端，电阻R12另一端接地，芯片U4的40脚连接有电容C28一端，电容C28另一端接地，芯片U4的23脚连接有电容C30一端和贴片晶振Y4的1脚，电容C30另一端接地，芯片U4的22脚连接有电容C31一端和贴片晶振Y4的3脚，电容C31另一端接地，贴片晶振Y4的2脚和4脚接地，芯片U4的32脚连接有电容C27一端和晶振Y3一端，芯片U4的33脚连接有电容C26一端和晶振Y3另一端，电容C26另一端和电容C27另一端接地。

进一步的，所述芯片U4的4脚和39脚均连接有电容C19一端，并接入VCC1电源，电容C19另一端接地，芯片U4的10脚连接有电容C18一端，并接入VCC1电源，电容C18另一端接地，芯片U4的21脚连接有电容C21一端，并接入VCC1电源，电容C21另一端接地，芯片U4的24脚连接有电容C22一端，并接入VCC1电源，电容C22另一端接地，芯片U4的27脚、28脚和29脚均连接有电容C24一端和电容C25一端，并接入VCC1电源，电容C24另一端和电容C25另一端接地，芯片U4的31脚连接有电容C23一端，并接入VCC1电源，电容C23另一端接地。

进一步的，所述芯片U4的14脚连接有芯片U3的12脚，芯片U4的15脚连接有芯片U3的11脚，芯片U4的1脚和41脚接地。

进一步的，所述芯片U5的5脚连接有芯片U4的16脚，芯片U5的4脚连接有芯片U4的17脚，芯片U5的3脚连接有芯片U4的18脚，芯片U5的2脚连接有芯片U4的19脚。

进一步的，所述芯片U5的1脚和7脚接地，芯片U5的6脚连接有电阻R7一端，电阻R7另一端接VCC1电源，芯片U5的8脚连接有电容C20一端和电感L2一端，并接入VCC1电源，电容C20另一端接地，电感L2另一端接VCC电源。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型所述的测量终端可广泛用于温室大棚、养殖大棚、生活中温湿度信息的测量，采用蓝牙BLE无线传输，无需布线，布置灵活，可实现现场大范围多点温湿度测量，并且多点测量后测量的精度大大提高；便于扩展，可以较方便地接入外围传感器或需要控制的设备等应用于相关物理量测量领域；体积小，较小的体积可以使节点便于携带和部署。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1 为本实用新型实施例中电源管理模块的原理图；

图2 为本实用新型实施例中蓝牙MESH模块的原理图；

图3 为本实用新型实施例中MCU模块和温湿度采集模块的原理图。

具体实施方式

实施例1，如图1至图3所示，一种基于蓝牙MESH的温湿度测量终端，包括电源管理模块、蓝牙MESH模块、MCU模块和温湿度采集模块，MCU模块连接蓝牙MESH模块和温湿度采集模块，电源管理模块包括芯片U1，芯片U1的型号为DW01+G，芯片U1的1脚连接有MOS管Q2的4脚，MOS管Q2的型号为FS8205，芯片U1的3脚连接有MOS管Q2的5脚，MOS管Q2的1脚、6脚、7脚和8脚接地，MOS管Q2的2脚和3脚相连并连接有芯片U1的6脚、MOS管Q3的2脚和拨码开关K2的1脚，拨码开关K2的2脚接地，MOS管Q3的3脚接电池接口J2的负极B-脚，MOS管Q3的1脚连接有电阻R5一端，电阻R5另一端接电池接口J2的正极B+脚；芯片U1的2脚连接有电阻R6一端，电阻R6另一端接地，芯片U1的5脚连接有电阻R4一端和电容C14一端，电容C14另一端接地，电阻R4另一端连接有拨码开关K1的2脚，拨码开关K1的1脚连接有电池接口J2的B+脚。

所述电源管理模块还包括芯片U2，芯片U2的型号为RT9193，芯片U2的1脚连接有电容C2一端、电容C1一端和MOS管Q1的2脚，电容C2另一端和电容C1另一端接地，MOS管Q1的1脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端接地，MOS管Q1的3脚连接电池接口J2的正极B+脚，芯片U2的2脚接地，芯片U2的3脚连接芯片U2的1脚，芯片U2的5脚连接有电容C3一端和电容C4一端，并输出VCC电源，电容C3另一端和电容C4另一端接地。

所述电池接口J2的正极B+脚连接有电阻R2一端和充电接口J1的正极P+脚，充电接口J1的负极P-脚接地，电阻R2另一端连接有电阻R3一端和电容C7一端，电阻R3另一端和电容C7另一端接地。

所述蓝牙MESH模块包括芯片U3，芯片U3的型号为NRF52810，芯片U3的1脚连接有电容C10一端，电容C10另一端接地，芯片U3的2脚连接有电容C11一端和晶振Y2一端，芯片U3的3脚连接有电容C16一端和晶振Y2另一端，电容C11另一端和电容C16另一端接地，芯片U3的13脚连接有电容C17一端，并接入VCC1电源，电容C17另一端接地，芯片U3的32脚连接有电容C15一端，电容C15另一端接地，芯片U3的33脚连接有电容C12一端，电容C12另一端接地，芯片U3的34脚连接有电容C13一端和晶振Y1一端，电容C13另一端接地，芯片U3的35脚连接有电容C9一端和晶振Y1另一端，电容C9另一端接地，芯片U3的36脚连接有电容C8一端，并接入VCC1电源，电容C8另一端接地，芯片U3的47脚连接有电容C5一端，电容C5另一端接地，芯片U3的48脚连接有电容C6一端，并接入VCC1电源，电容C6另一端接地，芯片U3的30脚连接有电感L1一端，电感L1另一端连接有天线接口TX1的1脚，芯片U3的46脚和31脚接地，天线接口TX1的型号为ANT_SMB。

所述MCU模块包括芯片U4，芯片U4的型号为CC2540，芯片U4的36脚连接有按键K1一端，按键K1另一端接地，芯片U4的34脚连接有按键K2一端，按键K2另一端接地，芯片U4的11脚连接有电阻R8一端，电阻R8另一端连接有发光二极管D1一端，发光二极管D1另一端接地，芯片U4的9脚连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接有发光二极管D2一端，发光二极管D2另一端接地，芯片U4的8脚连接有电阻R10一端，电阻R10另一端连接有发光二极管D3一端，发光二极管D3另一端接地；芯片U4的20脚连接有电阻R11一端、电容C29一端和复位按键RESET，电容C29另一端接地，电阻R11另一端接VCC电源。

所述芯片U4的30脚连接有电阻R12一端，电阻R12另一端接地，芯片U4的40脚连接有电容C28一端，电容C28另一端接地，芯片U4的23脚连接有电容C30一端和贴片晶振Y4的1脚，电容C30另一端接地，芯片U4的22脚连接有电容C31一端和贴片晶振Y4的3脚，电容C31另一端接地，贴片晶振Y4的2脚和4脚接地，芯片U4的32脚连接有电容C27一端和晶振Y3一端，芯片U4的33脚连接有电容C26一端和晶振Y3另一端，电容C26另一端和电容C27另一端接地。

所述芯片U4的4脚和39脚均连接有电容C19一端，并接入VCC1电源，电容C19另一端接地，芯片U4的10脚连接有电容C18一端，并接入VCC1电源，电容C18另一端接地，芯片U4的21脚连接有电容C21一端，并接入VCC1电源，电容C21另一端接地，芯片U4的24脚连接有电容C22一端，并接入VCC1电源，电容C22另一端接地，芯片U4的27脚、28脚和29脚均连接有电容C24一端和电容C25一端，并接入VCC1电源，电容C24另一端和电容C25另一端接地，芯片U4的31脚连接有电容C23一端，并接入VCC1电源，电容C23另一端接地。

所述芯片U4的14脚连接有芯片U3的12脚，芯片U4的15脚连接有芯片U3的11脚，芯片U4的1脚和41脚接地。

所述温湿度采集模块包括芯片U5，芯片U5的型号为BME280，芯片U5的5脚连接有芯片U4的16脚，芯片U5的4脚连接有芯片U4的17脚，芯片U5的3脚连接有芯片U4的18脚，芯片U5的2脚连接有芯片U4的19脚。

所述芯片U5的1脚和7脚接地，芯片U5的6脚连接有电阻R7一端，电阻R7另一端接VCC1电源，芯片U5的8脚连接有电容C20一端和电感L2一端，并接入VCC1电源，电容C20另一端接地，电感L2另一端接VCC电源。

电源管理模块由DW01+G和FS8205A组成，MOS管Q1和Q3分别起到防止电池反接和充电器反接功能；RT9193和电容C1、C2、C3、C4起到稳压的作用，电容C1、C2实现前置滤波，电容C3、C4实现后置滤波；蓝牙MESH模块由NRF52810芯片和若干电容电感组成，Y1、Y2分别为32.768HZ和32MHZ的无源晶振，30脚通过电感L1连接板载天线；MCU模块由CC2540的最小系统组成，Y3、Y4分别为32.768HZ和32MHZ的无源晶振，C26、C27、C30、C30是两个晶振对应的滤波电容，R11、C29和REST按键组成复位电路，三个LED灯D1、D2和D3分别实现工作状态、低电压报警和测试指示，温湿度传感器通过BME280的CSB、SDI、SCK和SDO连接CC250实现温湿度信息和命令字的传输。

本实用新型所述的温湿度测量终端实现了以下功能：

1、可以测量环境的温度和湿度，对温湿度进行滤波后发送给上位机；

2、温湿度按照16进制格式组成数据帧传送；

3、数据通过NRF52810蓝牙芯片传输；

4、终端具有MESH组网功能，可以实现255个节点温湿度的采集；

5、数据的采集间隔可由上位机实时设置；

6、终端采用锂电池供电，在每秒采集1次、电池容量1000MA的条件下，待机时间达到1年以上；

7、无需布线，采集位置方便布局；

8、产品进行防水、防潮设计，可在温室大棚、养殖场等环境下工作；

9、具有信标功能，定位精度3米；

10、具有8路以上开关量控制功能，可以控制LED灯的亮灭、继电器的吸合和断开等；

11、预留485接口，可以挂载具有485接口的传感器；

12、具有电池电压检测和低电压报警功能；

13、带有锂电池充放电保护电路和防反接电路。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。