一种用于环境监测的防水传感器节点封装盒的制作方法

本发明涉及环境监测节点模块及传感器封装技术领域，具体涉及一种用于环境监测的防水传感器节点封装盒

背景技术：

随着“互联网+”时代的来临，物联网技术在环境监测中的应用越来越广泛，而无线传感器网络作为物联网技术领域的关键技术，是物理世界信息感知的核心。无线传感器网络由许多传感器节点组成，而传感器节点模块采集环境信息，并通过组网、无线通信的方式进行传递信息，协作地完成某些特定功能。将无线传感器网络应用于环境监测领域可以充分发挥无线传感器网络的多传感器的信息采集能力。

但是目前所使用的传感器节点封装往往不能对节点模块进行很好的防水、防尘等保护，而且封装盒结构复杂，制造不便，很难实现对多传感器的集成封装。各传感器损坏后更换也比较麻烦，而由于封装盒是非透明的，也不利于直接观察各传感器指示灯的工作情况。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种用于环境监测的防水传感器节点封装盒，实现监测节点模块的防水、防尘保护和多传感器的集成封装，并提供一种简单的封装盒的制造和装配方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于环境监测的防水传感器节点封装盒，封装盒主体分为内层、中层和外层三层结构，内层、中层和外层结构共用外层后壁，封装盒联接前翼与封装盒联接后翼分别与外层前壁和外层后壁连接；封装盒盖同封装盒联接前翼、封装盒联接后翼的连接方式为固定螺栓和固定螺母连接；底部左支座和底部右支座分别置于下壁左右两端，作为封装盒支承件；监测节点模块安装于内层结构之内，各传感器安装于中层结构之上。

所述内层结构包括内层左壁、内层右壁和内层前壁，其中内层左壁、内层右壁和内层前壁下方均开有导线孔，所述前壁还开有电源线导孔。

所述中层结构包括中层左壁、中层右壁和中层前壁，其中左壁、右壁和前壁上方均开有导线孔，中层三壁均开有传感器固定孔。

所述外层结构包括外层左壁、外层右壁、外层后壁和外层前壁，其中左壁、右壁、前壁和后壁均开有通风孔，所述后壁还开有天线导孔。

所述各传感器包括温湿度传感器、PM2.5传感器、烟雾气敏传感器、CO传感器、SO2传感器和震动传感器。其中CO传感器和烟雾气敏传感器通过固定螺栓螺母连接置于中层右壁，SO2传感器通过固定螺栓螺母连接置于中层前壁(20)，温湿度传感器通过固定螺栓螺母连接置于中层左壁，PM2.5传感器通过固定块置于封装盒内部左侧，震动传感器分别经内层导线孔、中层导线孔和外层电源线导孔置于封装盒外部。

所述监测节点模块的安装是在封装盒装配过程中进行的，在进行封装盒内层结构安装的过程中，将节点模块置于内层结构之内，节点模块依据天线和内层结构之间的配合关系实现其固定。

所述各传感器安装位置与监测节点模块通过内层结构和中层结构完全分隔，若某传感器损坏，可以直接对其进行更换，而不必变动其他传感器或节点模块等。

所述防水封装盒是指封装盒的内层和中层结构上的导线孔、电源线导孔完全错开，而且在其中间填充环氧树脂灌封胶、热熔胶等密封材料，也可以通过热熔胶等对各导孔进行密封。

相较于传统的封装盒结构，本发明既不影响传感器对环境数据的监测，又可以实现对节点模块的防水、防尘保护，提高节点模块的使用寿命；封装盒结构简单、制造简便、容易装配；可以实现对多传感器的集成封装，传感器损坏后容易换装；使用透明亚克力板材料，可以实现对传感器节点的直接观察，通过各传感器及节点模块的指示灯变化，可以直接了解节点模块的工作情况；封装盒的装配过程和传感器节点的安装过程是一致的，封装盒装配完成也就意味着整个传感器节点系统的安装完成。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

(1)封装盒主体；(2)固定螺栓；(3)封装盒盖；(4)固定螺母；

图2是本发明的封装盒主体结构图；

(5)底部右支座；(6)外层右壁；(7)通风孔；(8)中层右壁；(9)传感器固定孔；(10)中层导线孔；(11)封装盒固定孔；(12)内层右壁；(13)封装盒联接后翼；(14)天线导孔；(15)外层后壁；(16)内层前壁；内层左壁(17)、中层左壁(18)、PM2.5传感器固定块(19)、中层前壁(20)、(21)外层左壁；(22)中层电源线导孔；(23)封装盒联接前翼；(24)外层前壁；(25)底部左支座；(26)下壁；

图3是本发明的内层结构图；

(27)内层导线孔；(28)外层电源线导孔；(29)内层电源线导孔；

图4是本发明的外层结构图；

图5是本发明的传感器安装图；

(A)CO传感器；(B)烟雾气敏传感器；(C)温湿度传感器；(D)PM2.5传感器；(E)震动传感器；(F)SO2传感器；

具体实施方式

如图1-4所示，封装盒结构组成部分主要有：封装盒盖3、固定螺栓2、固定螺母4、底部右支座5、外层右壁6、通风孔7、中层右壁8、传感器固定孔9、中层导线孔10、封装盒固定孔11、内层右壁12、封装盒联接后翼13、天线导孔14、外层后壁15、内层前壁16、内层左壁17、中层左壁18、PM2.5传感器固定块19、中层前壁20、外层左壁21、中层电源线导孔22、封装盒联接前翼23、外层前壁24、底部左支座25、下壁26、内层导线孔27、外层电源线导孔28、内层电源线导孔29。

采用透明的亚克力板材料，分别对封装盒结构的每一部分进行单独的切割制作，可同时对同一部分进行大数量制作，待所有部分制作完成之后进行统一装配。

装配方案：

封装盒各部分结构的装配采用亚克力胶水进行黏粘。如图3所示，首先将封装盒的下壁25分别和底部右支座5、底部左支座25通过亚克力胶水进行黏粘，然后将外层后壁15黏粘至下壁边沿处，此时将节点模块天线接头对准外层后壁15上的天线导孔14，随后分别将内层左壁17、内层右壁12和内层前壁16与外层后壁15及下壁25进行黏粘，此时节点模块就由于其天线接头和内层结构被限制在内层结构之内。同时，将连接节点模块和各传感器的数据线通过内层各壁下方的导线孔22引出，为后期将数据线导引至各传感器做准备。将电池盒的电源插头和USB接口分别与通过内层电源线导孔29和位于内层结构之内的节点模块连接。

如图5所示，待内层结构安装完成之后，首先将各传感器通过螺栓螺母连接形式分别安装到其对应的中层各壁上，具体为：CO传感器A和烟雾气敏传感器B通过固定螺栓螺母连接置于中层右壁8，SO2传感器F通过固定螺栓螺母连接置于中层前壁20，温湿度传感器C通过固定螺栓螺母连接置于中层左壁18，PM2.5传感器D通过固定块19置于封装盒内部左侧，震动传感器E分别经内层导线孔27、中层导线孔10和外层电源线导孔28置于封装盒外部；如图4所示，随后分别将带传感器的中层左壁18、中层右壁8、中层前壁20与外层后壁15及下壁25进行黏粘。随后将内层导线孔22引出的数据线经中层导线孔10与对应各传感器连接，将电池盒的电源线经中层电源线导孔22连接至电池盒，将USB线分别经中层电源线导孔22和外层电源线导孔28导出至封装盒外部而与5V供电的插头连接。

如图2所示，将外层左壁21、外层右壁6、外层前壁24分别与外层后壁15及下壁25进行黏粘，然后将封装盒联接前翼23和封装盒联接前翼13分别与外层前壁24和外层后壁15黏粘。之后，将电池盒放置在封装盒内部的左前方，依靠中层前壁20、外层左壁21和外层前壁24的位置关系进行固定；

如图1所示，最后将封装盒盖3与封装盒主体1通过固定螺栓2和固定螺母4进行连接。至此，封装盒装配完成，即传感器节点系统装配完成。