冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端的制作方法

1.本实用新型涉及冷库环境采集设备技术领域，特别涉及一种冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端。


背景技术：

2.冷库是指用人工手段创造与室外温度或湿度不同的环境，冷库一直是物流业的重要组成部分，主要用作对食品、农产品、药品、化工原料和电子仪器仪表等的半成品及成品进行恒温恒湿贮藏，其中有些产品对冷库内的温度湿度要求较高，尤其是果蔬产品对冷库内的温度湿度都有很高的要求，温度过低果蔬易冻伤，温度过高果蔬易腐烂，湿度过低果蔬易脱水，湿度过高果蔬也易腐烂，因此对用于贮藏果蔬的冷库内的温度和湿度要进行时时的采集。目前普遍用在冷库内的温度、湿度采集装置都只是对冷库内空气的温度和湿度进行采集，然而单纯的冷库内空气的温度并不能真实的反应出果蔬内的温度，因果蔬堆放在一起时其内部的温度往往要比冷库内空气的温度高，所以单纯的控制冷库空气的温度并不能保证果蔬始终处于恒温的环境中，不能对冷库的制冷效果进行直观的反应，从而会导致果蔬易腐烂、贮藏的时间短等不良。同时目前冷库中所使用的采集装置通常都是就地采集，并不能够将采集的数据上传给管理平台，所以无法实现对冷库的远程管理，造成管理不便，不利于冷库智能化的发展。


技术实现要素：

3.针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端，此冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端不仅能够对冷库内空气的温度、湿度进行采集，还能够对果蔬内部的温度进行采集，能够更准确的了解冷库的制冷效果，同时能够将采集的数据上传给管理平台，从而能够实现对冷库的远程管理，有利于冷库智能化的发展。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
5.一种冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端，包括mcu模块，所述mcu模块电连接有用于采集所述冷库的温度和湿度的温湿度采集模块及用于采集所述果蔬的温度的温度采集模块，所述mcu模块还电连接有用于将所述温湿度采集模块和所述温度采集模块采集的数据上传给远程平台的nb通信模块；所述温湿度采集模块包括温湿度传感器u7，所述温湿度传感器u7的时钟管脚和数据管脚与所述mcu模块电连接；所述温度采集模块包括数字转换器u5，所述数字转换器u5的电源管脚通过第一开关电路电连接所述mcu模块，所述数字转换器u5的时钟管脚和数据管脚电连接所述mcu模块；所述数字转换器u5的输入管脚电连接有针式的热电阻p1。
6.其中，所述第一开关电路包括三极管q1，所述三极管q1的基极电连接所述mcu模块，所述三极管q1的发射极电连接电源vcc，所述三极管q1的集电极电连接有磁珠b1，所述磁珠b1电连接所述数字转换器u5的电源管脚。
7.其中，所述mcu模块包括mcu芯片u8，所述mcu芯片u8电连接所述nb通信模块、所述
温湿度采集模块、所述温度采集模块和所述电源模块，所述mcu芯片u8的型号为stm32l053。
8.其中，所述nb通信模块包括nb通信芯片u9，所述nb通信芯片u9电连接有sim卡座j7，所述sim卡座j7上插装有sim卡；所述nb通信芯片u9通过电平转换电路和第二开关电路与所述mcu芯片u8电连接，所述nb通信芯片u9的型号为me3616。
9.其中，所述第二开关电路包括三极管q3，所述三极管q3的集电极电连接所述nb通信芯片u9的第十九管脚power_on，所述三极管q3的发射极电连接地gnd，所述三极管q3的基极电连接所述mcu芯片u8的第二十一管脚pa5。
10.其中，所述电平转换电路包括三极管q4，所述三极管q4的基极电连接1.8v电源，所述三极管q4的发射极电连接所述nb通信芯片u9的第九管脚uart1_txd，所述三极管q4的集电极电连接所述mcu芯片u8的第二十五管脚pc5和电源vcc；所述电平转换电路还包括稳压二极管d8，所述稳压二极管d8的正极电连接所述nb通信芯片u9的第十管脚uart1_rxd和1.8v电源，所述稳压二极管d8的负极电连接所述mcu芯片u8的第二十四管脚pc4。
11.其中，所述sim卡座j7的型号为kf-016，所述sim卡座j7的第一管脚simvcc、第二管脚simrst、第三管脚simclk和第六管脚simdata分别电连接所述nb通信芯片u9的第十五管脚usim_vcc、第十二管脚usim_reset、第十三管脚usim_clk和第十四管脚usim_data，同时还电连接有esd保护芯片u10。
12.其中，所述冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端还包括用于给所述mcu模块、所述nb通信模块、所述温湿度采集模块和所述温度采集模块供电的电源模块；所述电源模块包括稳压芯片u2，所述稳压芯片u2的输入管脚电连接电池bat，所述稳压芯片u2的输出管脚输出电源vcc。
13.采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
14.由于本实用新型冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端包括mcu模块，mcu模块电连接有温湿度采集模块和温度采集模块，mcu模块还电连接有用于将温湿度采集模块和温度采集模块采集的数据上传给远程平台的nb通信模块。温湿度采集模块用于采集冷库内的温度和湿度，温度采集模块用于采集果蔬内部的温度，mcu模块接收温湿度采集模块和温度采集模块采集的数据，并与nb通信模块进行通信，将采集的数据传输给远程管理平台，使得冷库管理人员不仅能够随时了解决到冷库内空气的温度和湿度数据，还能够了解到果蔬内部的温度数据，通过对这些数据的分析，能够确认冷库的制冷效果，从而能够更准确的控制冷库的温度和湿度，保证果蔬始终处于恒温恒湿的环境中，降低果蔬的腐烂机率，延长果蔬的贮藏时间，同时实现了对冷库的远程集中管理，使得对冷库的管理更方便，有利于冷库智能化的发展。
15.综上所述，本实用新型冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端解决了现有技术中对冷库管理不便等技术问题，本实用新型冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端不仅能够对冷库内空气的温度、湿度进行采集，还能够对果蔬内部的温度进行采集，能够更准确的了解冷库的制冷效果，同时能够实现对冷库的远程管理，有利于冷库智能化的发展。
附图说明
16.图1是本实用新型冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端的结构框图；
17.图2是图1中mcu模块的电路原理图；
18.图3是图1中nb通信模块的nb通信芯片的电路原理图；
19.图4是图1中nb通信模块的sim卡座的电路原理图；
20.图5是图1中温度采集模块的电路原理图；
21.图6是图1中温湿度采集模块的电路原理图；
22.图7是图1中电源模块的电路原理图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
24.本说明书中涉及到的方位均以附图所示方位为准，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。
25.如图1所示，一种基于nb-iot(narrow band internet of things，窄带物联网)的冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端，包括mcu(microcontroller unit，微控制单元)模块，mcu模块电连接有温湿度采集模块、温度采集模块和nb通信模块，终端还包括电源模块，电源模块电连接mcu模块、nb通信模块、温湿度采集模块和温度采集模块，用于给mcu模块、nb通信模块、温湿度采集模块和温度采集模块提供电源。
26.如图1和图2共同所示，mcu模块用于读取温湿度采集模块和温度采集模块采集的数据，并对读取的数据进行处理和组包，然后通过与nb通信模块进行通信，将数据发送至管理平台服务器。本实施方式mcu模块包括mcu芯片u8及其外围电路，mcu芯片u8电连接nb通信模块、温湿度采集模块、温度采集模块和电源模块。本实施方式优选mcu芯片u8的型号为stm32l053。mcu芯片u8的第二十一管脚pa5、第二十四管脚pc4和第二十五管脚pc5与nb通信模块电连接。mcu芯片u8的第三十三管脚pb12和第三十四管脚pb13与温湿度采集模块电连接。mcu芯片u8的第二十九管脚pb10、第三十管脚pb11、第三十七管脚pc6、第三十八管脚pc7、第三十九管脚pc8和第四十管脚pc9与温度采集模块电连接。mcu芯片u8的各电源管脚与电源模块电连接。mcu芯片u8的外围电路包括时钟电路、存储电路和滤波电路等，因这些电路均为常规技术手段，并不是本实用新型的创新点，故在此不再详述。
27.如图1、图2、图3和图4共同所示，nb通信模块与mcu芯片u8进行通信，通过与mcu芯片u8通信将温湿度采集模块和温度采集模块采集的数据上传给远程管理平台，以便冷库管理人员能够随时了解决到冷库内空气的温度和湿度数据，还能够了解冷库的制冷效果，方便对冷库的管理。nb通信模块包括nb通信芯片u9，nb通信芯片u9电连接有sim卡座j7，sim卡座j7上插装有sim卡。
28.如图2、图3和图4共同所示，本实施方式中nb通信芯片u9的型号为me3616。nb通信芯片u9的第九管脚uart1_txd和第十管脚uart1_rxd通过电平转换电路分别与mcu芯片u8的第二十五管脚pc5和第二十四管脚pc4电连接，nb通信芯片u9的第十九管脚power_on通过第二开关电路与mcu芯片u8的第二十一管脚pa5电连接。nb通信芯片u9的第十二管脚usim_reset电连接有电阻r24，电阻r24电连接sim卡座j7的第二管脚simrst；nb通信芯片u9的第十三管脚usim_clk电连接有电阻r25，电阻r25电连接sim卡座j7的第三管脚simclk；nb通信芯片u9的第十四管脚usim_data电连接有电阻r26，电阻r26电连接sim卡座j7的第六管脚simdata；nb通信芯片u9的第十五管脚usim_vcc电连接sim卡座j7的第一管脚simvcc。
29.如图2和图3共同所示，第二开关电路包括三极管q3，三极管q3的集电极电连接nb
通信芯片u9的第十九管脚power_on，三极管q3的发射极电连接地gnd，三极管q3的基极电连接有电阻r7，电阻r7电连接mcu芯片u8的第二十一管脚pa5，三极管q3的集电极与发射极之间电连接有电容c50。
30.如图2和图3共同所示，电平转换电路包括三极管q4，三极管q4的基极电连接有电阻r20，电阻r20电连接有1.8v电源，1.8v电源由nb通信芯片u9的第二十管脚vcc1v8_out输出；三极管q4的发射极电连接nb通信芯片u9的第九管脚uart1_txd，三极管q4的集电极电连接mcu芯片u8的第二十五管脚pc5和电阻r1，电阻r1电连接电源vcc。电平转换电路还包括稳压二极管d8，稳压二极管d8的正极电连接nb通信芯片u9的第十管脚uart1_rxd和电阻r19，电阻r19电连接1.8v电源，稳压二极管d8的负极电连接mcu芯片u8的第二十四管脚pc4。nb通信芯片u9的第二十七管脚main_ant电连接有天线j6的第二管脚，天线j6的第一管脚和第三管脚短接并一同电连接地gnd。
31.如图3和图4共同所示，sim卡座j7的型号为kf-016。sim卡座j7的第一管脚simvcc同时电连接esd保护芯片u10的第五管脚、电容c40的一端、电容c41的一端和nb通信芯片u9的第十五管脚usim_vcc，电容c40的另一端和电容c41的另一端均电连接地gnd。sim卡座j7的第二管脚simrst同时电连接esd保护芯片u10的第四管脚、电容c42的一端和电阻r24，电容c42的另一端电连接地gnd。sim卡座j7的第三管脚simclk同时电连接esd保护芯片u10的第一管脚、电容c44的一端和电阻r25，电容c44的另一端电连接地gnd。sim卡座j7的第六管脚simdata同时电连接esd保护芯片u10的第三管脚、电容c43的一端和电阻r26，电容c43的另一端电连接地gnd。
32.如图1、图2和图6共同所示，温湿度采集模块用于采集冷库内空气的温度和湿度，便于对冷库内的制冷情况、加湿情况进行分析。温湿度采集模块包括温湿度传感器u7，温湿度传感器u7的型号为sht30。温湿度传感器u7的第一管脚sda(即数据管脚)同时电连接mcu芯片u8的三十四管脚pb13和电阻r6，电阻r6电连接电源vcc。温湿度传感器u7的第四管脚scl(即时钟管脚)同时电连接mcu芯片u8的第三十三管脚pb12和电阻r8，电阻r8电连接电源vcc。温湿度传感器u7的第二管脚addr、第七管脚r和第八管脚vss均电连接地gnd，第五管脚vdd同时电连接电源vcc和电容c11，电容c11电连接地gnd。
33.如图1、图2和图5共同所示，温度采集模块用于采集果蔬内的温度，便于确认冷库的制冷效果。温度采集模块包括数字转换器u5及热电阻p1，数字转换器u5的型号为max31865，热电阻p1的型号为pt100，其探头为针式探头，针式探头方便插入到果蔬内部，采集果蔬内部的温度。数字转换器u5的第十九管脚dvdd和第二十管脚vdd(即电源管脚)电连接有第一开关电路，第一开关电路电连接mcu模块。数字转换器u5的数据管脚和时钟管脚电连接mcu模块，具体为：数字转换器u5的第十一管脚sdi电连接mcu芯片u8的第三十管脚pb11,第十二管脚sclk电连接mcu芯片u8的第二十九管脚pb10，第十三管脚/cs电连接mcu芯片u8的第三十八管脚pc7，第十四管脚sdo电连接mcu芯片u8的第三十七管脚pc6，第十八管脚/drdy电连接mcu芯片u8的第四十管脚pc9。数字转换器u5的输入管脚电连接热电阻p1，具体为：数字转换器u5的第五管脚force+和第六管脚force2电连接热电阻p1的第一管脚，第七管脚rtdin+电连接热电阻p1的第二管脚，第八管脚rtdin-和第九管脚force-电连接热电阻p1的第三管脚，第七管脚rtdin+与第八管脚rtdin-之间电连接有电容c27。
34.如图2和图5共同所示，第一开关电路包括三极管q1，三极管q1的基极电连接mcu芯
片u8的第三十九管脚pc8，三极管q1的发射极电连接电源vcc，三极管q1的集电极电连接有磁珠b1，磁珠b1电连接数字转换器u5的第十九管脚dvdd和第二十管脚vdd。磁珠b1用于电源隔离，起滤波作用。
35.如图1和图7共同所示，电源模块用于将三节镍氢电池提供的3.6～4.2v电池电压转换为3.3v电压(即电源vcc)，用于给mcu模块、nb通信模块、温湿度采集模块和温度采集模块提供电源。电源模块包括稳压芯片u2，稳压芯片u2的型号为tlv70433。稳压芯片u2的第二管脚in(即输入管脚)同时电连接电容c3的一端、电容e1的正极和电池bat，电容c3的另一端电连接地gnd，电容e1的负极电连接地gnd。稳压芯片u2的第三管脚out(即输出管脚)同时电连接电容c6的一端和电容e2的正极并输出电源vcc，电容c6的另一端电连接地gnd，电容e2的负极电连接地gnd。电容e1和电容e2为钽电容。
36.本实用新型冷库空气温湿度和果蔬温度采集终端的温湿度采集模块用于采集冷库内的温度和湿度，温度采集模块用于采集果蔬内部的温度，mcu模块接收温湿度采集模块和温度采集模块采集的数据，并与nb通信模块进行通信，将采集的数据传输给远程管理平台，使得冷库管理人员不仅能够随时了解决到冷库内空气的温度和湿度数据，还能够了解到果蔬内部的温度数据，通过对这些数据的分析，能够确认冷库的制冷效果，从而能够更准确控制冷库的温度和湿度，保证果蔬始终处于恒温恒湿的环境中，降低果蔬的腐烂机率，延长果蔬的贮藏时间，同时实现了对冷库的远程集中管理，使得对冷库的管理更方便，有利于冷库智能化的发展。
37.本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。