一种基于无线通信的灰尘传感器检测模块的制作方法

本实用新型涉及到传感器控制领域，较为具体的，涉及到一种基于无线通信的灰尘传感器检测模块，尤其是一种基于2.4g的pm2.5检测模块。

背景技术：

目前市场上已经有人开发出来了基于蓝牙或者wifi等通讯协议的pm2.5检测模块，采用以上蓝牙或者wifi的通讯协议的pm2.5检测模块被安装在用户家里的每个房间中，用于检测每个房间中的pm2.5的含量，这些用来检测每个房间中的pm2.5的含量的检测模块会与可移动空气净化器的主控芯片进行通讯，当pm2.5检测模块检测到的pm2.5的数据超过设定阈时，此时pm2.5检测模块给空气净化器的主控芯片发送一个信号，空气净化器的主控芯片在接受到pm2.5检测模块发送过来的信号后，会发送控制命令给空气净化器的马盘，驱动空气净化器的马盘发生移动，从而使得空气净化器移动到指定的房间中，完成空气净化作用。但是，目前采用蓝牙或者wifi等通讯协议的pm2.5检测模块的价格都比价高。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出一种基于无线通信的灰尘传感器检测模块，其采用2.4g的无线通讯协议，成本较低，虽然2.4g的最大有效距离远远低于wifi，但是本实用新型巧妙应用2.4g模块，并且对2.4g收发芯片发出的信号经过功率放大电路的放大，使得整个基于2.4g的pm2.5检测模块的发出信号的距离可以增大到200平米的覆盖范围，并且能够使得基于2.4g的pm2.5检测模块的发出信号能够穿过3堵墙后还能够被可移动空气净化器的主控芯片接收，采用基于2.4g的pm2.5检测模块完全适用于正常的家庭，但是从成本上来说，相对于基于蓝牙技术或者基于wifi的通讯协议的pm2.5检测模块而言，成本可以降低50％～75％，适合工业化量产。

一种基于无线通信的灰尘传感器检测模块，其包括：电源电路、pm2.5检测芯片、主控芯片，电源电路将5v直流电压转化为3.3v直流电压，并且供给给pm2.5检测芯片、主控芯片工作，其特征在于：还包括2.4g收发芯片和功率放大电路，电源电路将3.3v直流电压供给给2.4g收发芯片和功率放大电路，主控芯片通过uart串口与pm2.5检测芯片进行通讯，主控芯片通过spi串口与2.4g收发芯片进行通讯，2.4g收发模块的天线接口通过天线电路后再连接功率放大器，天线电路采用π电路，功率放大器中采用的芯片的型号为rfx2401,pm2.5检测芯片能够将检测到的pm2.5含量的信号通过uart串口协议传送给主控芯片，当pm2.5含量≥主控芯片设定阈值时，主控芯片通过spi串口协议给2.4g收发芯片发送一个信号，然后2.4g收发芯片将该信号经过天线电路和功率放大电路将信号放大后发射出去。

进一步的，电源电路采用芯片u4的型号为ams1117-3.3,芯片u4包括三个引脚，分别为第一引脚、第二引脚和第三引脚，芯片u4的第三引脚用于输入5v的直流电，芯片u4的第二引脚用于输出3.3v的直流电，芯片u4的第一引脚接地，第十三电容c13的一端与芯片u4的第三引脚连接，第十三电容c13的另外一端接地，第十四电容c14的一端与芯片u4的第三引脚连接，第十四电容c14的另外一端接地，第十五电容c15的一端与芯片u4的第二引脚连接，第十五电容c15的另外一端接地，第十六电容c16的一端与芯片u4的第二引脚连接，第十六电容c16的另外一端接地。第十三电容c13、第十四电容c14、第十五电容c15和第十六电容c16之间并联，起到滤波稳压的作用。

进一步的，主控芯片u1的型号为stm8sf003-tssop20,pm2.5检测芯片的型号为pms7003，2.4g收发芯片u3的型号为xm9816s。

进一步的，主控芯片u1的第十一引脚和第十二引脚为i2c总线接口，其可以与空气净化器的主控芯片进行通信。

进一步的，主控芯片u1的第四接口、第八接口和第十八接口是烧写接口，用于向主控芯片u1中烧写程序，

进一步的，主控芯片u1包括二十个引脚，分别为第一引脚至第二十引脚，pm2.5检测芯片p1包括十个引脚，分别为第一引脚至地十引脚，其中，主控芯片u1的第一引脚与pm2.5检测芯片p1的第五引脚连接，且在主控芯片u1的第一引脚与pm2.5检测芯片p1之间的连接线上接入第一电阻r1的一端，第一电阻r1的另外一端与芯片u4的第二引脚连接，第一电阻r1为上拉电阻，通常情况下检测芯片p1的输入信号为高电平，当检测芯片p1的输入信号为低电平时，主控芯片u1实现复位pm2.5检测芯片p1，主控芯片u1的第二引脚与pm2.5检测芯片p1的第七引脚连接，主控芯片u1的第三引脚与pm2.5检测芯片p1的第九引脚连接，使得主控芯片u1与pm2.5检测芯片p1通过uart串口协议通信；主控芯片u1的第二十引脚与pm2.5检测芯片p1的第十引脚连接，且在主控芯片u1的第二十引脚与pm2.5检测芯片p1的第十引脚连接之间连接第三电阻r3的一端，第三电阻r3的另外一端与芯片u4的第二引脚连接，使得主控芯片u1可以给pm2.5检测芯片p1设置工作状态，当主控芯片u1的第二十引脚输出高电平时，pm2.5检测芯片p1处于工作状态，当主控芯片u1的第二十引脚输出低电平时，pm2.5检测芯片p1处于休眠状态，可以省电。

进一步的，2.4g收发芯片u3包括十六个引脚，分别为第一引脚至第十六引脚，主控芯片u1的第十引脚与2.4g收发芯片u3的第十四引脚连接，主控芯片u1的第十五引脚与2.4g收发芯片u3的第十五引脚连接，主控芯片u1的第十六引脚与2.4g收发芯片u3的第十六引脚连接，主控芯片的第十七引脚与2.4g收发芯片u3的第一引脚连接，使得主控芯片u1与2.4g收发芯片u3通过spi串口协议通信；主控芯片u1的第十九引脚与2.4g收发芯片u3的第三引脚连接，使得主控芯片u1能够复位2.4g收发芯片u3；主控芯片u1的第五引脚与2.4g收发芯片u3的第十三引脚连接，使得2.4g收发芯片u3在接收到主控芯片u1的数据后，会通过2.4g收发芯片u3的第十三引脚告知主控芯片u3的第十三引脚其已经接收到数据。

进一步的，2.4g收发芯片u3的第五引脚和第六引脚之间接入12mhz晶振振荡器y1。

进一步的，天线电路包括第九电容c9、第十电容c10和第二电感l2，其中，第九电容c9的一端和第二电感l2的一端分别与2.4g收发芯片u3的第十引脚连接，第十电容c10的一端与和第二电感l2的另外一端分别与功率放大芯片u2的第四引脚连接，第九电容c9的另外一端和第十电容c10的另外一端分别接地。

进一步的，功率放大器的芯片u2包括十六个引脚，分别为第一引脚至第十六引脚，主控芯片u1的第六引脚与功率放大器的芯片u2的第五引脚连接，用于控制功率放大器的芯片u2将2.4g收发芯片u3接收到的主控芯片u1的数据通过2.4g收发芯片u3的10脚发送出去，主控芯片u1的第十四引脚rxen与功率放大器的芯片u2的第六引脚连接，用于控制功率放大器芯片u2接收数据并传输到2.4g收发芯片u3的10脚，通常情况下，此功能不做使用；功率放大器的芯片u2的地十引脚与第一电感l1的一端和第十一电容c11的一端分别连接，第一电感l1的另外一端与第十二电容c12的一端分别与天线e1连接，地十一电容c11的另外一端与第十二电容c12的另外一端分别接地；功率放大器的芯片u2的第十五引脚与芯片u4的第二引脚连接，第四电容c4、第五电容c5和第六电容c6并联，且第四电容c4的一端、第五电容c5的一端和第六电容c6的一端分别与芯片u4的第二引脚连接连接，功率放大器的芯片u2的第十五引脚分别与第四电容c4的另一端、第五电容c5的另一端一端和第六电容c6的另一端连接后接地，第五电容c5、第六电容c6和第七电容c7可以起到滤波的作用。

进一步的，主控芯片u1的第九接口与芯片u4的第二引脚连接，且主控芯片u1的第九接口与芯片u4的第二引脚之间通过第三电容c3后接地；pm2.5检测芯片p1的第一引脚和第二引脚分别接入5v工作电压，pm2.5检测芯片p1的的第三引脚和第四引脚分别接地，pm2.5检测芯片p1的第六引脚和第八引脚暂时空置。2.4g收发芯片u3的第二引脚和第九引脚分别接地，2.4g收发芯片u3的第四引脚与芯片u4的第二引脚连接，2.4g收发芯片u3的第四引脚与第八引脚之间接入第七电容c7后接地，2.4g收发芯片u3的第十一引脚连接第八电容c8后接地，2.4g收发芯片u3的第七引脚和第十二引脚暂时空置。功率放大器的芯片u2的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第七引脚、第八引脚、第九引脚、第十一引脚、第十二引脚分别接地，2.4g收发芯片u3的第十三引脚和第十四引脚空置。

进一步的，第二电容c2的容量为1nf，第三电容c3的容量为0.1uf，第四电容c4的容量为1nf,第五电容c5的容量为0.1uf，第六电容c6的容量为2.2uf,第七电容c7的容量为0.1uf，第八电容c8的容量为0.1uf,第九电容c9、第十电容c10、第十一电容c11和第十二电容c12可以直接空置,第十三电容c13的容量为10uf，额定电压为16v；第十四电容c14的容量为0.1uf，额定电压为50v；第十五电容c15的容量为1uf，额定电压为50v；第十六电容c16的容量为0.1uf，额定电压为50v。第一电阻r1的阻值为10kω，第三电阻r3的阻值为10kω。第一电感l1和第二电感l2采用22pf高频电容替代。

本实用新型的一种基于无线通信的灰尘传感器检测模块，相对于基于蓝牙技术或者基于wifi的通讯协议的pm2.5检测模块而言，成本可以降低50％～75％，适合工业化量产；并且信号强度高，覆盖范围广，适合家庭生活使用。

附图说明

图1为电源电路的电路图。

图2为pm2.5检测芯片p1的电路图。

图3为2.4g收发芯片与功率放大电路连接的结构示意图。

图4为主控芯片u1的电路图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

具体实施案例1：

如图1所示，为电源电路的电路图；如图2所示，为pm2.5检测芯片p1的电路图；如图3所示，为2.4g收发芯片与功率放大电路连接的结构示意图；如图4所示，为主控芯片u1的电路图。一种基于无线通信的灰尘传感器检测模块，其包括：电源电路、pm2.5检测芯片、主控芯片，电源电路将5v直流电压转化为3.3v直流电压，并且供给给pm2.5检测芯片、主控芯片工作，其特征在于：还包括2.4g收发芯片和功率放大电路，电源电路将3.3v直流电压供给给2.4g收发芯片和功率放大电路，主控芯片通过uart串口与pm2.5检测芯片进行通讯，主控芯片通过spi串口与2.4g收发芯片进行通讯，2.4g收发模块的天线接口通过天线电路后再连接功率放大器，天线电路采用π电路，功率放大器中采用的芯片的型号为rfx2401,pm2.5检测芯片能够将检测到的pm2.5含量的信号通过uart串口协议传送给主控芯片，当pm2.5含量≥主控芯片设定阈值时，主控芯片通过spi串口协议给2.4g收发芯片发送一个信号，然后2.4g收发芯片将该信号经过天线电路和功率放大电路将信号放大后发射出去。

电源电路采用芯片u4的型号为ams1117-3.3,芯片u4包括三个引脚，分别为第一引脚、第二引脚和第三引脚，芯片u4的第三引脚用于输入5v的直流电，芯片u4的第二引脚用于输出3.3v的直流电，芯片u4的第一引脚接地，第十三电容c13的一端与芯片u4的第三引脚连接，第十三电容c13的另外一端接地，第十四电容c14的一端与芯片u4的第三引脚连接，第十四电容c14的另外一端接地，第十五电容c15的一端与芯片u4的第二引脚连接，第十五电容c15的另外一端接地，第十六电容c16的一端与芯片u4的第二引脚连接，第十六电容c16的另外一端接地。第十三电容c13、第十四电容c14、第十五电容c15和第十六电容c16之间并联，起到滤波稳压的作用。

主控芯片u1的型号为stm8sf003-tssop20,pm2.5检测芯片的型号为pms7003，2.4g收发芯片u3的型号为xm9816s。主控芯片u1的第十一引脚和第十二引脚为i2c总线接口，其可以与空气净化器的主控芯片进行通信。主控芯片u1的第四接口、第八接口和第十八接口是烧写接口，用于向主控芯片u1中烧写程序，主控芯片u1包括二十个引脚，分别为第一引脚至第二十引脚，pm2.5检测芯片p1包括十个引脚，分别为第一引脚至地十引脚，其中，主控芯片u1的第一引脚与pm2.5检测芯片p1的第五引脚连接，且在主控芯片u1的第一引脚与pm2.5检测芯片p1之间的连接线上接入第一电阻r1的一端，第一电阻r1的另外一端与芯片u4的第二引脚连接，第一电阻r1为上拉电阻，通常情况下检测芯片p1的输入信号为高电平，当检测芯片p1的输入信号为低电平时，主控芯片u1实现复位pm2.5检测芯片p1，主控芯片u1的第二引脚与pm2.5检测芯片p1的第七引脚连接，主控芯片u1的第三引脚与pm2.5检测芯片p1的第九引脚连接，使得主控芯片u1与pm2.5检测芯片p1通过uart串口协议通信；主控芯片u1的第二十引脚与pm2.5检测芯片p1的第十引脚连接，且在主控芯片u1的第二十引脚与pm2.5检测芯片p1的第十引脚连接之间连接第三电阻r3的一端，第三电阻r3的另外一端与芯片u4的第二引脚连接，使得主控芯片u1可以给pm2.5检测芯片p1设置工作状态，当主控芯片u1的第二十引脚输出高电平时，pm2.5检测芯片p1处于工作状态，当主控芯片u1的第二十引脚输出低电平时，pm2.5检测芯片p1处于休眠状态，可以省电。

2.4g收发芯片u3包括十六个引脚，分别为第一引脚至第十六引脚，主控芯片u1的第十引脚与2.4g收发芯片u3的第十四引脚连接，主控芯片u1的第十五引脚与2.4g收发芯片u3的第十五引脚连接，主控芯片u1的第十六引脚与2.4g收发芯片u3的第十六引脚连接，主控芯片的第十七引脚与2.4g收发芯片u3的第一引脚连接，使得主控芯片u1与2.4g收发芯片u3通过spi串口协议通信；主控芯片u1的第十九引脚与2.4g收发芯片u3的第三引脚连接，使得主控芯片u1能够复位2.4g收发芯片u3；主控芯片u1的第五引脚与2.4g收发芯片u3的第十三引脚连接，使得2.4g收发芯片u3在接收到主控芯片u1的数据后，会通过2.4g收发芯片u3的第十三引脚告知主控芯片u3的第十三引脚其已经接收到数据。2.4g收发芯片u3的第五引脚和第六引脚之间接入12mhz晶振振荡器y1。

天线电路包括第九电容c9、第十电容c10和第二电感l2，其中，第九电容c9的一端和第二电感l2的一端分别与2.4g收发芯片u3的第十引脚连接，第十电容c10的一端与和第二电感l2的另外一端分别与功率放大芯片u2的第四引脚连接，第九电容c9的另外一端和第十电容c10的另外一端分别接地。

功率放大器的芯片u2包括十六个引脚，分别为第一引脚至第十六引脚，主控芯片u1的第六引脚与功率放大器的芯片u2的第五引脚连接，用于控制功率放大器的芯片u2将2.4g收发芯片u3接收到的主控芯片u1的数据通过2.4g收发芯片u3的10脚发送出去，主控芯片u1的第十四引脚rxen与功率放大器的芯片u2的第六引脚连接，用于控制功率放大器的芯片u2接收数据并传输到2.4g收发芯片u3的10脚，通常情况下，此功能不做使用；功率放大器的芯片u2的地十引脚与第一电感l1的一端和第十一电容c11的一端分别连接，第一电感l1的另外一端与第十二电容c12的一端分别与天线e1连接，地十一电容c11的另外一端与第十二电容c12的另外一端分别接地；功率放大器的芯片u2的第十五引脚与芯片u4的第二引脚连接，第四电容c4、第五电容c5和第六电容c6并联，且第四电容c4的一端、第五电容c5的一端和第六电容c6的一端分别与芯片u4的第二引脚连接连接，功率放大器的芯片u2的第十五引脚分别与第四电容c4的另一端、第五电容c5的另一端一端和第六电容c6的另一端连接后接地，第五电容c5、第六电容c6和第七电容c7可以起到滤波的作用。

主控芯片u1的第九接口与芯片u4的第二引脚连接，且主控芯片u1的第九接口与芯片u4的第二引脚之间通过第三电容c3后接地，

pm2.5检测芯片p1的第一引脚和第二引脚分别接入5v工作电压，pm2.5检测芯片p1的的第三引脚和第四引脚分别接地，pm2.5检测芯片p1的第六引脚和第八引脚暂时空置。2.4g收发芯片u3的第二引脚和第九引脚分别接地，2.4g收发芯片u3的第四引脚与芯片u4的第二引脚连接，2.4g收发芯片u3的第四引脚与第八引脚之间接入第七电容c7后接地，2.4g收发芯片u3的第十一引脚连接第八电容c8后接地，2.4g收发芯片u3的第七引脚和第十二引脚暂时空置。功率放大器的芯片u2的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第七引脚、第八引脚、第九引脚、第十一引脚、第十二引脚分别接地，2.4g收发芯片u3的第十三引脚和第十四引脚空置。

第二电容c2的容量为1nf，第三电容c3的容量为0.1uf，第四电容c4的容量为1nf,第五电容c5的容量为0.1uf，第六电容c6的容量为2.2uf,第七电容c7的容量为0.1uf，第八电容c8的容量为0.1uf,第九电容c9、第十电容c10、第十一电容c11和第十二电容c12空置,第十三电容c13的容量为10uf，额定电压为16v；第十四电容c14的容量为0.1uf，额定电压为50v；第十五电容c15的容量为1uf，额定电压为50v；第十六电容c16的容量为0.1uf，额定电压为50v。第一电阻r1的阻值为10kω，第三电阻r3的阻值为10kω，第一电感l1和第二电感l2通过22pf高频电容替代。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。