一种监测无线终端的制作方法

本实用新型涉及变形监测领域，尤其是一种监测无线终端。

背景技术：

在变形监测领域，传感器的应用非常广泛，涵盖了各种应力应变类监测、温度类监测、倾斜类监测、水位监测、土压力监测等主要监测项目，单从仪器或元件的生产及工作原理上讲，所用到的仪器都具有极大的通用性，工作原理均为激振传感元件来获取内置振弦或芯片的自振频率或电压电流值。

目前，针对振弦式传感器具有专门的无线采集终端，但对于像高支模监测中的高频采集无法实现，对于电容式传感器，国内外都有高频采集成功应用的案例，但是在使用过程中，传感器线路布设十分麻烦，从而很难在市场上大范围的推广应用；且通用性较差，难以在高支模等时间段变形剧烈的项目上得到适用，无法兼容高频采集，在采集过程中无线信号中断，则此时可采集的数据也将中断，无法满足变形趋势的判断；同时，采集终端的功能功能单一，无法集成部分传感器，对于不同的使用环境适用性较差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是：一种实现低功耗、适用性强的用于监测变形的无线终端。

本实用新型所采用的技术方案是：一种监测无线终端，包括有控制电路、无线供电模块、无线模块、电池充放电模块、锂电池、采集模块、传感器供电模块和唤醒电路，所述控制电路通过无线供电模块连接至无线模块的供电端，所述无线模块与控制电路连接，所述无线模块的输出端通过唤醒电路连接至控制器的第一输入端，所述锂电池通过电池充放电模块连接至控制电路，所述控制电路还通过传感器供电模块连接至采集模块的供电端；所述采集模块的输出端连接至控制电路的第二信号输入端。

进一步，所述控制电路包括有倾角传感器、放大电路和处理芯片，所述倾角传感器通过放大电路连接至处理芯片。

进一步，所述采集模块包括有轴压传感器和位移传感器，所述轴压传感器和位移传感器通过放大电路连接至处理芯片。

进一步，所述控制电路还包括有外接端口，所述外接端口包括有第一识别端、第二识别端、第一识别电阻和第二识别电阻，所述第一识别端通过第一识别电阻连接至处理芯片的第一识别信号输入端，所述第二识别端通过第二识别电阻连接至处理芯片的第二识别信号输入端。

进一步，所述第一识别电阻R1和第二识别电阻R2的阻值为4.7kΩ。

进一步，还包括有外部低频晶振，所述控制电路还包括有切换开关和内部高频晶振，所述外部低频晶振和内部高频晶振均通过切换开关连接至处理芯片的时钟接口。

进一步，所述外部低频晶振工作频率为32kHz，所述内部高频晶振工作频率为24.5MHz。

进一步，所述控制电路还包括有看门狗电路，所述看门狗电路分别与处理芯片和电池充放电模块连接。

进一步，还包括有数据冗余处理模块，所述数据冗余处理模块包括有数据校验子模块和数据缓存子模块，所述控制电路通过数据校验子模块连接至数据缓存子模块。

进一步，所述电池充放电模块输出供电电压为2.7-3.6V。

本实用新型的有益效果是：无线模块和采集模块采用独立供电的方式，控制更加灵活；同时采用唤醒电路对采集模块进行控制，使可在不采集数据时关闭采集模块供电，降低终端的功耗；另外，通过外接端口对接入的传感器类型进行自动识别，可配合控制模块对不同监测对象实现不同频率的数据采集，适用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型进一步实施例的结构框图；

图3为本实用新型中外接端口部分电路原理图；

图4为本实用新型实施例的供电部分电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

参照图1，一种监测无线终端，包括有控制电路、无线供电模块、无线模块、电池充放电模块、锂电池、采集模块、传感器供电模块和唤醒电路，所述控制电路通过无线供电模块连接至无线模块的供电端，所述无线模块与控制电路连接，所述无线模块的输出端通过唤醒电路连接至控制器的第一输入端，所述锂电池通过电池充放电模块连接至控制电路，所述控制电路还通过传感器供电模块连接至采集模块的供电端；所述采集模块的输出端连接至控制电路的第二信号输入端。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述控制电路包括有倾角传感器、放大电路和处理芯片，所述倾角传感器通过放大电路连接至处理芯片。

进一步作为优选的实施方式，所述倾角传感器为双轴倾角传感器。

对于大部分监测都需要对直接倾斜或间接倾斜进行测量，而且该部分传感器只需要安装在被监测对象的表面特征位置即可，故对控制电路中集成高精度倾斜传感器或其他专用（可根据工程实际需求定制）传感器，节省控制电路的其他传感器接口，内部采用总线通讯实现高速采样以及低功耗。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述采集模块包括有轴压传感器和位移传感器，所述轴压传感器和位移传感器通过放大电路连接至处理芯片。

由于内置倾角传感器节省了控制电路的其他传感器接口，本实用新型中可外接两个轴压传感器和两个位移传感器，并可以任意组合使用。

对于不同的监测对象，监测的频率也有较大的差别，对于高支模等类似的短期高频监测，则需要高达1Hz的采集频率，故需要对传感器进行改造，使传感器能自发的报告本身的变化信息，处理芯片需要快速的解码传感器的状态信息，对于基坑、大坝等变形监测等类似的长期低频监测也要具有良好的兼容性，供电模块的通用性强。

参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述控制电路还包括有外接端口，所述外接端口包括有第一识别端、第二识别端、第一识别电阻和第二识别电阻，所述第一识别端通过第一识别电阻连接至处理芯片的第一识别信号输入端，所述第二识别端通过第二识别电阻连接至处理芯片的第二识别信号输入端。

采集模块的输出端还连接至外接端口，如图3所示，进一步作为优选的实施方式，所述第一识别电阻R1和第二识别电阻R2的阻值为4.7kΩ；当接入位移传感器时，处理芯片监测到Ain0和Ain1引脚的电阻值为100KΩ，识别为位移传感器；当处理芯片监测到Ain0和Ain1引脚的电阻值超过500KΩ，则识别为轴压传感器。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，还包括有外部低频晶振，所述控制电路还包括有切换开关和内部高频晶振，所述外部低频晶振和内部高频晶振均通过切换开关连接至处理芯片的时钟接口。

进一步作为优选的实施方式，所述外部低频晶振工作频率为32kHz，所述内部高频晶振工作频率为24.5MHz。

进一步作为优选的实施方式，所述控制电路还包括有看门狗电路，所述看门狗电路分别与处理芯片和电池充放电模块连接。

采集模块被看门狗电路唤醒后，首先启用外部低速晶体启动处理芯片，当处理芯片工作后启动内部高频晶振，开始采集并且处理数据，采集完毕数据后，转换为外部低频晶振工作，并且关闭采集模块，然后启动无线模块进行数据传输，传输完毕后，关闭无线模块，将处理芯片设置为待机状态并等待看门狗电路唤醒。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，还包括有数据冗余处理模块，所述数据冗余处理模块包括有数据校验子模块和数据缓存子模块，所述控制电路通过数据校验子模块连接至数据缓存子模块。

当控制电路开始采样时发送开始指令轮询所有采集模块，采集模块收到控制电路指令时按照指令设置对控制电路定时发送采集数据，控制电路收到采集数据校验成功后发送成功指令，采集模块收到控制电路返回指令，本次采样完毕。当控制电路未返回指令时，则认为本次通讯失败，缓存本次采集数据并在指定时间内或下次通讯是一起上报控制电路采集数据，实现故障的冗余，保证采集数据的安全性。

进一步作为优选的实施方式，所述电池充放电模块输出供电电压为2.7-3.6V。参照图4电路原理图，锂电池的电压通过二极管D1产生0.7V的压降，恰好提供终端供电，同时还可通过图中5V_EN信号对5V电压产生模块U5的第2引脚进行关断控制，通过关闭外围设备实现低功耗待机并等待看门狗电路唤醒。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。