低功耗、多因素测量模块与应用该模块的装置的制作方法

本实用新型涉及信号检测技术领域，尤其是一种低功耗、多因素测量的模块与应用该模块的装置。

背景技术：

目前在智能家居、农业物联网中大量需要对环境的温、湿度、溢水及一些开关量的测量。虽然当前的物联网中环境温、湿度，及下雨或积/溢水的测试模块较多，但都存在以下问题：

(1)功耗较大，都要用市电供电，因而测量点均需布线，这样既增加了成本，也压缩了它的应用。在没有布线或无法布线时，就造成无法应用的局面。

(2)目前都是单功能测量模块，每一个感知节点仅能测积水或仅能测温、湿度。多因素测量(感知)如同时测量环境温、湿度，及下雨或积/溢水，及一些开关量等，均需分由多个模块完成，无形增大了成本及使用的麻烦程度。

例如，公开号为CN202067169U的中国专利公开了一种基于物联网的温湿度远程监控仪，包括中央处理模块及分别与中央处理模块相连的温度采集模块、湿度采集模块、时钟模块、显示模块、继电器控制模块、无线通讯模块、停电检测模块、声光报警模块、USB通讯模块、存储模块以及为整个温湿度远程监控仪提供工作电压的电源模块。继电器控制模块有多对开关触点，各对开关触点分别连接到冷库的总电源、制冷机、风机、化霜设备的供电线路上。停电检测模块和冷库的供电系统相连。无线通讯模块采用GSM通讯模块或GPRS通讯模块。该专利具有本地和远端的实时温湿度显示、记录及控制功能，能以短信方式提醒管理人员温湿度超标，便于及时地处理，避免企业遭受损。但是，该专利的技术方案在功能测试上较为单一，不能解决功耗过大的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低功耗、多因素测量的模块与应用该模块的装置。在集成了多种因素测量方式的同时，不仅扩大了本实用新型作为一种模块的应用领域，而且降低了集成后的功耗，不需要在测量点布线，降低了成本，可以不需要市电供电，可离线使用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低功耗、多因素测量模块，包括：

至少两个因素测量单元装置、微处理器模块、A/D转换模块和通信模块，所述的至少两个因素测量单元装置分别与所述的微处理器的第一I/O口连接；

将A/D转换模块作为可调阈值电压比较器，并将所述可调阈值电压比较器的输入端与第一传感器的输出端连接，所述A/D转换模块的输出端与微处理器模块的第二I/O口连接；所述传感器的输出信号经由所述A/D转换模块，向所述微处理器模块输入0/1开关量信号；

所述的通信模块与微处理器模块连接，用于以有线和/或无线的方式传送所述因素测量单元装置的测量信号数据。

更进一步地，所述的第一传感器包括积水传感器；

更进一步地，所述的A/D转换模块的输入端连接积水感器的输出端。

更进一步地，所述的通信模块包括ZigBee无线模块。

更进一步地，因素测量单元装置包括温度传感器，和/或湿度传感器，和/或开关量传感器。

更进一步地，所述的开关量传感器包括红外传感器，和/或烟雾传感器，和/或门磁传感器。

更进一步地，还包括电池，所述的电池用于离线供电。

本实用新型还有一种技术方案，可以是一种低功耗、多因素测量装置，包括如上技术方案中所述的模块。

本实用新型还有一种技术方案，还可以是一种低功耗、多因素测量装置，包括：

至少两个因素测量单元装置、CC2630芯片模块，所述的至少两个因素测量单元装置分别与所述的CC2630芯片模块的微处理器模块的第一I/O口连接；

将CC2630芯片模块的A/D转换模块作为可调阈值电压比较器，并将所述可调阈值电压比较器的输入端与第二传感器的输出端连接，所述A/D转换模块的输出端与CC2630芯片模块的微处理器模块的第二I/O口连接；

所述第二传感器的输出信号经由CC2630芯片模块的A/D转换模块，向所述CC2630芯片模块的微处理器模块输入0/1开关量信号；

所述CC2630芯片模块的ZigBee无线模块，用于以无线的方式传送所述因素测量单元装置的测量信号数据。

更进一步地，所述的第二传感器为电阻型积水传感器；

更进一步地，所述CC2630芯片模块的A/D转换模块的输入端连接电阻型积水传感器的输出端。

更进一步地，所述的因素测量单元装置为HDC1080传感器，该HDC1080传感器的数字输出端通过IIC总线与CC2630芯片模块连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型在集成了多种因素测量方式的同时，不仅扩大了本实用新型作为一种模块的应用领域，而且降低了集成后的功耗，不需要在测量点布线，降低了成本，可以不需要市电供电，可离线使用。

(2)本实用新型选用ZigBee无线通信，无需架设数据通信线，选用电池供电，并采用极低功耗芯片，无须安装电源线，设计低功耗及多功能电路设计，扩展了应用。

(3)本实用新型特别适合在无市电、移动使用场合下(不需布电源线、信号传输线)积水、温、湿度、开关量等的多参数的测量。

(4)本实用新型可以进行多功能测试，使用同一个模块可以感知积水、温度、湿度及开关量信号，开关量信号如烟雾、红外信号灯，均可只由一个模块完成，降低了多因素信号测量的成本，提高了测试装置使用的便利性。

本实用新型的技术效果不限于如上所述。以上技术效果仅仅是示例性说明，本实用新型的其他特征及其作用等将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。本领域技术人员可以根据本申请的说明书可以直接或间接地知悉其余的技术效果等，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的电路结构框图。

图2是本实用新型的CC2630芯片模块的电路结构图。

图3是本实用新型的CC2630芯片模块与温湿度传感器的连接电路结构图。

图4是本实用新型的CC2630芯片模块与积水传感器的连接电路结构图。

图5是本实用新型的CC2630芯片模块与开关量检测传感器的连接电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的电路等。

如图1所示，一种低功耗、多因素测量模块，包括：

至少两个因素测量单元装置、微处理器模块、A/D转换模块和通信模块，所述的至少两个因素测量单元装置分别与所述的微处理器的第一I/O口连接；

将A/D转换模块作为可调阈值电压比较器，并将所述可调阈值电压比较器的输入端与第一传感器的输出端连接，所述A/D转换模块的输出端与微处理器模块的第二I/O口连接；所述传感器的输出信号经由所述A/D转换模块，向所述微处理器模块输入0/1开关量信号；

所述的通信模块与微处理器模块连接，用于以有线/无线的方式传送所述因素测量单元装置的测量信号数据。

可选地，所述的第一传感器包括积水传感器；

可选地，所述的A/D转换模块的输入端连接积水传感器的输出端。

可选地，所述的通信模块包括ZigBee无线模块。

可选地，因素测量单元装置包括温度传感器，和/或湿度传感器，和/或开关量传感器。

可选地，所述的开关量传感器包括红外传感器，和/或烟雾传感器，和/或门磁传感器。

可选地，还包括电池，所述的电池用于离线供电。

本实用新型还有一种技术方案，可以是一种低功耗、多因素测量装置，包括如上技术方案中所述的模块。

本实用新型还有一种技术方案，还可以是一种低功耗、多因素测量装置，包括：

至少两个因素测量单元装置、CC2630芯片模块，所述的至少两个因素测量单元装置分别与所述的CC2630芯片模块的微处理器模块的第一I/O口连接；

将CC2630芯片模块的A/D转换模块作为可调阈值电压比较器，并将所述可调阈值电压比较器的输入端与第二传感器的输出端连接，所述A/D转换模块的输出端与CC2630芯片模块的微处理器模块的第二I/O口连接；

所述第二传感器的输出信号经由CC2630芯片模块的A/D转换模块，向所述CC2630芯片模块的微处理器模块输入0/1开关量信号；

所述CC2630芯片模块的ZigBee无线模块，用于以无线的方式传送所述因素测量单元装置的测量信号数据。

可选地，所述的第二传感器为电阻型积水传感器；

可选地，所述CC2630芯片模块的A/D转换模块的输入端连接电阻型积水传感器的输出端。

可选地，所述的因素测量单元装置为HDC1080传感器，该HDC1080传感器的数字输出端通过IIC总线与CC2630芯片模块连接。

【实施例一】

如图1所示，一种低功耗、多因素测量模块，包括至少两个因素测量单元装置、微处理器模块、A/D转换模块和通信模块，采用两个因素测量单元装置分别与所述的微处理器的第一I/O口连接。通常A/D转换模块仅用于模数信号转换，在本实施例中，创新性地将A/D转换模块作为可调阈值电压比较器，并将可调阈值电压比较器的输入端与第一传感器的输出端连接，第一传感器可为积水型传感器，A/D转换模块的输出端与微处理器模块的第二I/O口连接，传感器的输出信号经由A/D转换模块，向微处理器模块输入0/1开关量信号，可以检测到积水传感器的输出的电平信号。通信模块可以是无线通信模块，也可以是有线通信模块，它们与微处理器模块连接，用于以有线/无线的方式传送所述因素测量单元装置的测量信号数据。

【实施例二】

本领域技术人员可以将本实用新型作为一种低功耗、多因素测量装置进行实施，包括实施例一中的低功耗、多因素测量模块，可选地，本领域技术人员可以基于该模块设计其余的技术特征，将本实用新型的低功耗、多因素测量模块拓展应用到不同的装置和系统中等。

【实施例三】

本实用新型还有一种技术方案，还可以是一种低功耗、多因素测量装置，包括至少两个因素测量单元装置、CC2630芯片模块，至少两个因素测量单元装置分别与CC2630芯片模块的微处理器模块的第一I/O口连接。将CC2630芯片模块的A/D转换模块作为可调阈值电压比较器，并将可调阈值电压比较器的输入端与第二传感器的输出端连接，A/D转换模块的输出端与CC2630芯片模块的微处理器模块的第二I/O口连接。第二传感器的输出信号经由CC2630芯片模块的A/D转换模块，向CC2630芯片模块的微处理器模块输入0/1开关量信号。CC2630芯片模块的ZigBee无线模块，用于以无线的方式传送因素测量单元装置的测量信号数据。

在该实施例中，如图2所示，可选地，本领域技术人员可以选用本领域技术人员熟知的TI公司的极低功耗的ZigBee芯片CC2630，该芯片的具体引脚接口等均为现有公知的，例如该芯片的待机睡眠电流均为NA级，可用纽扣电池供电。

CC2630芯片模块内部分成三部分：

微处理器模块：CC2630内部集成了ARM处理器，这是整个模块的传感器检测及数据处理中心。

A/D转换模块：在本实施例中，本实用新型将A/D作为可调比较电压的自适应电压比较器，不仅是单纯的模数信号转换，通过将CC2630芯片模块内部的A/D作为可调比较电压的自适应电压比较器，可以直接检测积水传感器的输出的电平信号。

ZigBee无线传送单元模块：将检测到的温、湿度信号、积水报警信号、开关量报警信号(烟雾、红外等)用无线方式上传。

在本实施例中，可选地，传感器部分可以采用TI公司的HDC1080传感器，该传感器数字输出端通过IIC总线与CC2630相接。如图3所示，HGC1080的数字输出端(SCL、SDA))联接到CC2630的IIC输入端(IO1/IO2)，R5、R6是IIC总线的上拉电阻，可用于温湿度检测。

可选地，如图4所示，选用电阻型积水传感器通过COM4插口与电路联接。通过电阻分压获得的电平信号经R8输入到CC2630芯片的A/D转换模块的输入端。将A/D作为可调比较电压的自适应电压比较器，检测积水传感器的输出的电平信号，向ARM维处理器输出0/1开关量报警信号。

可选地，如图5所示，众多红外、烟雾、门磁等开关量传感器输出的通/断报警信号直接输送给ARM处理器的I/O口。

如图2-5所示，本实用新型关于A/D转换，传感器连接等的外围电路等，均可以根据具体的实际情况进行选择，包括使用或者不使用的电阻，电容，例如上拉电阻、退耦电容等，均是本领域技术人员在应用CC2630芯片的惯用常识，均可以根据实际情况进行灵活选用和设置，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内，此处不再赘述。

特别声明，本实用新型的说明书的题目对本实用新型的权利要求的技术方案不构成任何限制性解释，其仅仅是本实用新型的一种或几种实施例的表述而已。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述涉及到的系统、装置和单元模块的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。即本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及隐含披露的任一新的组合。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。在以上描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的技术，例如具体的施工细节，作业条件和其他的技术条件等。