M‑BUS接口智能温湿度监测装置的制作方法

本发明属于温湿度监测装置的技术领域，具体涉及M-BUS接口智能温湿度监测装置。

背景技术：

温湿度监测设备被广泛应用于气象、生物医学、农林牧、建筑及精密工业领域，现有的温湿度监测设备以温湿度计为主，温湿度计采用电子温湿度传感器，其大多读数不便的机械式仪表，数显内容较少。

在一些中大规模的分布式温湿度监测应用中，需要温湿度测量仪表具有接入现场总线的能力，以便于集中监测，实现信息化管理。在行政监管监测应用场合中，需要温湿度测量仪表具有测点身份和校准授权记录等信息，以便于授权管理及数据追溯。在高可靠性温湿度监测场合中，需要温湿度测量仪表具有数据暂存和断点续传的功能，以实现过程数据完整和过程追溯。在温湿度高敏感应用场合，需要温湿度测量仪表具有数据分析的功能，以实现温湿度超限预警。

技术实现要素：

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可组网应用并具数据暂存、分析和预警的M-BUS接口智能温湿度监测装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：M-BUS接口智能温湿度监测装置，包括MCU处理单元、M-BUS接口单元、总线浪涌保护单元、温湿度传感器单元和低功耗电源管理单元，所述MCU处理单元与M-BUS接口单元双向连接，所述M-BUS接口单元与总线浪涌保护单元双向连接，所述温湿度传感器单元的输出端与MCU处理单元的输入端相连，所述低功耗电源管理单元的输出端分别与MCU处理单元、M-BUS接口单元、温湿度传感器单元的输入端相连。

所述装置还包括显示单元、声音报警单元和灯光报警单元，所述显示单元、声音报警单元和灯光报警单元的输入端均分别与MCU处理单元的输出端相连。

所述总线浪涌保护单元包括：接地浪涌保护单元和差模保护单元，所述接地浪涌保护单元和差模保护单元双向连接。

所述MCU处理单元包括：数据暂存单元和数据处理单元，所述数据暂存单元和数据处理单元双向连接。

所述M-BUS接口单元包括M-BUS控制芯片U1，所述M-BUS控制芯片U1的型号为NCN5150。

所述MCU处理单元包括单片机芯片U3，所述单片机芯片U3的型号为EFM8SB10F8G-A-QFN20。

所述温湿度传感器单元包括存储器芯片U2和传感器芯片U4，所述存储器芯片U2的型号为STM24512-RDW6TP，所述传感器芯片U4的型号为Si7021-A20-IM1R。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明M-BUS接口智能温湿度监测装置，包括MCU处理单元、M-BUS接口单元、总线浪涌保护单元、温湿度传感器单元和低功耗电源管理单元；温湿度传感器单元将信号发送到MCU处理单元，MCU处理单元进行数据处理，并将处理结果发送至显示单元和M-BUS接口单元，根据结果的数值控制声音报警单元和灯光报警单元实现报警；M-BUS接口单元通过总线涌浪保护单元将数据发送到外部总线，实现数据上传。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中总线浪涌保护单元的电路结构图；

图3为本发明中M-BUS接口单元的电路结构图；

图4为本发明中MCU处理单元的电路结构图；

图5为本发明中温湿度传感器单元的电路结构图；

图中：1为MCU处理单元，2为M-BUS接口单元，3为总线浪涌保护单元，4为温湿度传感器单元，5为低功耗电源管理单元，6为显示单元，7为声音报警单元，8为灯光报警单元，9为接地浪涌保护单元，10为差模保护单元，11为数据暂存单元，12为数据处理单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。

如图1所示，M-BUS接口智能温湿度监测装置，包括MCU处理单元1、M-BUS接口单元2、总线浪涌保护单元3、温湿度传感器单元4和低功耗电源管理单元5，所述MCU处理单元1与M-BUS接口单元2双向连接，所述M-BUS接口单元2与总线浪涌保护单元3双向连接，所述温湿度传感器单元4的输出端与MCU处理单元1的输入端相连，所述低功耗电源管理单元5的输出端分别与MCU处理单元1、M-BUS接口单元2、温湿度传感器单元4的输入端相连。

所述装置还包括显示单元6、声音报警单元7和灯光报警单元8，所述显示单元6、声音报警单元7和灯光报警单元8的输入端均分别与MCU处理单元1的输出端相连。

所述总线浪涌保护单元3包括：接地浪涌保护单元9和差模保护单元10，所述接地浪涌保护单元9和差模保护单元10双向连接。

所述MCU处理单元1包括：数据暂存单元11和数据处理单元12，所述数据暂存单元11和数据处理单元12双向连接。

所述M-BUS接口单元2包括M-BUS控制芯片U1，所述M-BUS控制芯片U1的型号为NCN5150。

所述MCU处理单元1包括单片机芯片U3，所述单片机芯片U3的型号为EFM8SB10F8G-A-QFN20。

所述温湿度传感器单元4包括存储器芯片U2和传感器芯片U4，所述存储器芯片U2的型号为STM24512-RDW6TP，所述传感器芯片U4的型号为Si7021-A20-IM1R。

如图2所示，为总线浪涌保护单元3的电路结构示意图，所述总线浪涌保护单元3包括接线端子BL1、接线端子BL2、保护电阻R1、保护电阻R2、保护电阻R3、保护电阻R4、瞬态抑制保护器D1、瞬态抑制保护器D2和瞬态抑制保护器D3，瞬态抑制保护器D1、瞬态抑制保护器D2和瞬态抑制保护器D3这三个双向电压瞬态抑制保护器构成涌浪吸收电路；

如图3所示，为M-BUS接口单元2的电路结构示意图，所述M-BUS接口单元2包括M-BUS控制芯片U1，所述M-BUS控制芯片U1包括接线端子BUSL1、接线端子BUSL2、接线端子TX和接线端子RX；

如图4所示，为MCU处理单元1的电路结构示意图，所述MCU处理单元1包括单片机芯片U3，所述单片机芯片U3包括退耦电容C1、偏置电阻R5、接线端子RX1、接线端子TX2、接线端子SDA和接线端子SCL；

如图5所示，为温湿度传感器单元4的电路结构示意图，所述温湿度传感器单元4包括接线端子SCL TO IN、接线端子SDA TO IN；

所述接线端子BL1和接线端子BL2分别与接线端子BUSL1和接线端子BUSL2相连，所述接线端子TX、接线端子RX分别与接线端子RX1、接线端子TX2相连，所述接线端子SCL TO IN、接线端子SDA TO IN分别与接线端子SDA、接线端子SCL相连。

温湿度传感器单元4将信号发送到MCU处理单元1，MCU处理单元1进行数据处理，并将处理结果发送至显示单元6和M-BUS接口单元2，根据结果的数值控制声音报警单元7和灯光报警单元8实现报警；M-BUS接口单元2通过总线涌浪保护单元3将数据发送到外部总线，实现数据上传。

本发明提供的M-BUS接口智能温湿度监测装置使温湿度传感器接入M-BUS现场仪表总线，便于温湿度数据的集中监测和管理，同时可通过内置的算法单元和存储单元实现如下功能：温湿度数据超限预测、温湿度超限现场声光报警、温湿度数据暂存和断点续传。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。