一种二氧化碳、温湿度合一监测终端的制作方法

本实用新型涉及一种二氧化碳、温湿度合一监测终端。

背景技术：

在博物馆中，二氧化碳，温湿度监测终端应用广泛并发挥着重要的作用，目前市场上的二氧化碳和温湿度检测终端众多，但是使用场景单一，多为民用产品，虽然很多检测设备也可以组网，但是的大多是需要借助外网才可以实现，增加了修建成本和维护成本，或者是需要人力经常走动去记录，导致人力资源的浪费，并且还会存在数据不准确的问题。同时，市面上该类场频共有的存在数据丢包率大，设备工作不稳定，出现不同程度的死机、数据错乱、掉线等问题。

因此我们需要一款外观精美，结构简单，稳定可靠，节约成本，可实现自组网功能的二氧化碳、温湿度合一监测终端。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种二氧化碳、温湿度合一监测终端，具有外形小巧精致，充电方式多样、低功耗的特点，可实现自组网、电压指示和低电报警功能，支持串口配置，具备数据存储和回补功能，同时具有二氧化碳标定功能。

本实用新型的技术方案是：

一种二氧化碳、温湿度合一监测终端，包括主控模块、RF模块、传感模块和能源模块，

所述主控模块为MCU，MCU型号选用TI公司的MSP430F5438A，实现数据采集及处理；

所述RF模块为LoRa无线射频通信模块，LoRa无线射频通信模块型号为SEMTECH公司的SX1278芯片，其工作频段主要为433M，RF功率设置为20dbm；

所述传感模块包括温湿度传感器和二氧化碳传感器，所述温湿度传感器周围设置有隔热层；

所述能源模块为一电池仓，所述电池仓内置可充电电池，外露可充电接口；

所述RF模块、传感模块、能源模块和主控模块连接。

优选的，所述终端上还包括与主控模块相连接的显示指示灯，用于显示工作状态，如下表所示：

优选的，所述终端上还包括与主控模块相连接的watchdog模块,其优选的芯片型号为MAX6369。

优选的，所述终端上还包括EEPROM模块，所述EEPROM模块与主控模块通过SPI接口连接，用于存储参数信息；所述EPRROM的优选型号为M95M02。

优选的，所述终端上还包括与主控模块相连接的USB转串口单元用于提供外部USB供电，给电池和产品充电；还可以用于配置终端参数，终端通过USB转串口单元接收数据；以及BootLoader下载，用于烧录程序，所述USB转串口单元的芯片型号为FT232BM。

优选的，所述二氧化碳传感器为E+E公司的EE893二氧化碳传感器；所述温湿度传感器为瑞士盛世瑞恩的SHT35温湿度传感器。

优选的，所述电池仓可拆卸连接于该终端主体上。

本实用新型的有益效果为：

1.外形小巧精致，具有现代感；颜色可与外界统一，更换电池非常方便。

2.射频lora功率可调，第一种不小于20dBm，第二种不小于30dBm，支持刷机精灵可以配置空中速率：远、中、近距离，高、中、低速率，在中距离、中速率，30dBm的条件下，实测有5公里的通信距离，丢包率小于1％。在中距离、中速率，20dBm的条件下，实测有2公里的通信距离，丢包率小于1％。由于我们的产品主要用于室内，故我们设置的是20dbm的模式。

3.产品可实现自组网功能，采集展柜内二氧化碳和温湿度数值，并实时发送给其父节点。

4.支持串口配置功能：串口配置供修改设备的参数使用，参数如信道，子网，设备ID，休眠周期。

5.独特Bootloader下载功能，方便程序文件的烧写:Bootloader供烧录程序使用，代替市面上普通产品的烧录程序方式。

6.复位自恢复功能，适用于外界环境干扰，或者断电等异常情况。

7.低功耗产品：整机最大功耗不大于0.2W，工作平均电流≤20mA,休眠功耗电流≤30uA(4.2V供电)。

8.具备数据存储及回补功能，存储容量达到4000条级别。

9.具有二氧化碳标定功能，测量数据更准确。

附图说明

图1是本实用新型的终端结构示意图；

图2是本实用新型的外型结构图。

具体实施方式

下面通过实施例，对本实用新型的技术方案做进一步具体的说明。

如图1-2所示，本实用新型的二氧化碳、温湿度监测终端包括主控模块、传感模块和能源模块三大部件。所述主控模块包括TI公司低功耗、高性能的MSP430F5438A，实现数据采集及处理；所述RF模块为LoRa无线射频通信模块，LoRa无线射频通信模块型号为SEMTECH公司的SX1278芯片，其工作频段主要为433M，RF功率设置为20dbm；在室内的数据传输距离为2公里，功率为20dbm；在室外的传输距离为5公里，功率为30dbm；所述传感模块是单独的传感器，包括单独的温湿度传感器，和二氧化碳传感器，其中温湿度传感器采用了一定的隔热处理，可以更好的发挥传感器的性能及测试的准确性；所述能源模块为一电池仓，所述电池仓内置可充电电池，外露可充电接口；单独的能源模块即电池仓供电，这样做主要是考虑到电池仓的方便更换性及产品的小巧性，更美观，还有就是在博物馆领域，打开展柜是不容易的，必须好几个部门的负责人都在现场，非常麻烦。所述RF模块、传感模块、能源模块和主控模块连接。所述终端上还包括显示指示灯，用于显示工作状态。所述指示灯分别为电源指示灯、数据接收指示灯、数据发送指示灯。所述终端上还包括watchdog模块，所述watchdog模块与所述主控模块连接。用于复位自恢复。所述终端上还包括USB转串口单元，所述USB转串口单元与主控模块连接，供修改设备参数使用。

该无线温湿度、二氧化碳监测终端，采用lora技术进行数据传输，(发射功率不小于20dBm)作为无线传感网络监测点，可任意摆放在所需监测区域，实时采集环境参数，并通过lora无线传输方式将监测数据传送至网关。省去了中继设备，使得组网简明扼要。具有灵活小巧，低功耗，自动校准、响应快、可靠性高、精确性和稳定性好等特点。

该终端产品的技术参数为：

本实用新型所述的终端可以兼容多种电池，并且具有电压监测功能和低功耗管理功能。整个电池仓可以与主体部分相分离，这样做主要是考虑到电池仓的方便更换性及产品的小巧性，产品更美观。电池仓内置可充电电池，电池仓外露可充电接口。当与主体部分分离后，可外接+4.2V/1A充电器单独对该电池仓进行充电，也可以对整个产品进行充电，与主体部分相连接的接口为VCH+(充电+),VCH-(充电-)；主控模块上还连接有USB转串口单元，USB转串口单元的USB接口可以给整个产品充电，也可以给电池充电。电压监测功能是通过MCU内部AD端口采集电池实时电压情况，数据处理完成后发到中间件软件实现的。在该终端中MCU和watchdog模块是常供电的，USB转串口单元是由USB接口供电的，除此以外，其他模块是受控于主控模块的控制信号的，在数据发送完毕后，切换电源，产品进入低功耗模式。

该终端通过USB转串口单元的USB接口实现传感器标定，效率高，耗能低。标定模式与正常模式唯一的区别是：设备处于标定模式时传感器常供电且发送周期恒为6s。通过拨码开关确定设备的工作模式：当拨码开关为ON时，设备工作在正常模式；当薄码开关为OFF时，设备工作在标定模式。标定模式仅用于传感器的标定，对用户不开放。

在旅游旺季，随着游客增多，博物馆等地的二氧化碳的浓度上升，当二氧化碳浓度达到一定值的时候，就会对某些文物造成伤害，在此，我们给该产品设置一个二氧化碳的上限阈值，以防止对文物造成损坏，当二氧化碳浓度达到该上限值时，设备发出报警信息，馆方就可以暂停游客入内参观。

本终端可以不同的产品通过更换传感模块来进行兼容，适用范围更加广泛。