药品冷链冷藏柜温湿度远程监测终端设备的制作方法

本实用新型涉及药品冷藏柜监测装置领域，尤其是药品冷链冷藏柜温湿度远程监测终端设备。

背景技术：

药品冷藏柜主要用于药品、生物制剂、疫苗、血液的冷藏、保存和运输，根据不同需求，分为高温冷藏柜、常温冷藏柜以及低温冷藏柜。

药品冷藏柜对控制冷藏温度和湿度的要求都很高，目前市场上常用的药品冷藏柜只具有单独的温度控制系统，可满足药品、疫苗等医用物品对低温储藏的要求，但是，这类药品冷藏柜无法对药品陈列柜中的湿度进行实时监测，给对湿度要求严格的医用物品的保藏带来一定的难度；同时，现有的冷藏柜仅实现有线数据传输，布线工程大，成本高。因此需要一种终端设备，可以远程、实时、稳定地监测冷藏柜温湿度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种药品冷链冷藏柜温湿度远程监测终端设备，解决了现有有线监测冷藏柜温湿度存在的布线工程大、成本高的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

药品冷链冷藏柜温湿度远程监测终端设备，包括检测装置、电源和控制装置，还包括显示提醒装置，所述检测装置包括温湿度传感器，所述电源包括外部供电电路和内部稳压稳流电路，所述控制装置包括单片机和NB-IoT通信模块，所述显示提醒装置包括声光报警电路和显示屏LCD，所述NB-IoT通信模块、声光报警电路、显示屏LCD和温湿度传感器分别与单片机电性连接，所述外部供电电路连接内部稳压稳流电路后为设备的各器件提供电源。

优选地，所述外部供电电路包括外部电源、降压芯片、充电芯片和电池，所述外部电源、降压芯片依次连接实现降压，所述降压芯片输出端连接充电芯片后连接电池，充电芯片的 BAT引脚还连接单片机，实现充电状态指示。

优选地，所述内部稳压稳流电路包括3.3V稳压电路、传感器电源稳压电路和通信电源稳压电路，所述3.3V稳压电路、传感器电源稳压电路均采用稳压芯片，所述通信电源稳压电路采用MOS管。

优选地，所述声光报警电路包括蜂鸣器电路和灯光提醒电路，所述蜂鸣器电路的电路连接如下：单片机36引脚连接电阻R33后连接三极管Q6基极，电阻R33还连接电阻R35后连接三极管Q6发射极，三极管Q6集电极连接蜂鸣器接口的2引脚，蜂鸣器接口的1引脚连接电阻R32后连接电源。

优选地，所述灯光提醒电路包括开关电路、颜色选择电路，所述开关电路输出端连接颜色选择电路的VCC引脚，颜色选择电路的TXD、RXD引脚连接单片机的78、79引脚。

优选地，所述NB-IoT通信模块包括NB芯片、串口电平转换电路、SIM卡电路和电源控制电路，所述单片机连接电源控制电路，电源控制电路和SIM卡电路分别连接NB芯片， NB芯片连接串口电平转换电路，串口电平转换电路连接单片机。

优选地，单片机的81引脚连接电阻R1后连接三极管Q1的基极，电阻R1还连接电阻 R2后连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极连接NB芯片的21引脚，NB芯片的 68引脚连接二极管D2后连接单片机的26引脚，NB芯片的67引脚连接三极管Q2发射极，三极管Q2基极连接电阻R3后连接电源，其经电容C1接地，三极管Q2集电极连接单片机的25引脚。

优选地，还包括USB接口、RS232通信模块和RS485通信模块，所述RS485通信模块的A、B端连接RS485接口，其RO、DE、DI端与单片机连接；所述RS232通信模块的 T1N、R1OUT连接单片机，其T1OUT、R1IN端连接RS232接口。

优选地，还包括存储器，所述存储器采用串行闪速存储器，其1引脚连接单片机的29 引脚，其2引脚连接单片机的31引脚，其3引脚连接单片机的67引脚，其8、7引脚连接电源，其6引脚连接单片机的30引脚，其5引脚连接单片机的32引脚。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过在冷藏柜和终端设备设置无线通信模块即NB-IoT通信模块，其功耗低、无线传输距离长，根据定位模块和无线通信模块，无线传输监测数据和定位数据，实现远程监测所有冷藏柜的温湿度，避免现有采用有线传输布线麻烦、成本高、监测范围窄的缺点，达到了稳定无线传输、大范围远程监测冷藏柜的温湿度的效果；

2.本实用新型还设置USB接口、存储器和RS232/485通信模块，利于数据快速传输，便于远程更改传输参数，扩大远程监测范围，利于简便远程监测；

3.本实用新型还设置声光报警电路和显示屏LCD，对监测的异常数据及时进行声光提醒并通过LCD显示，利于快速查错；

4.本实用新型的电源均通过外部电压进行转换、稳压、滤波，保证供电的稳定性，还提供充电电路，保证断电后的供电，利于终端设备稳定地无线传输、检测、提醒。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的系统框图；

图2是本实用新型的外部供电电路的电路图；

图3是本实用新型的单片机电源的电路图；

图4是本实用新型的RS485电源电路的驱动控制电路图；

图5是本实用新型的温度传感器电源电路的电路图；

图6是本实用新型的GPS电源电路驱动控制的电路图；

图7是本实用新型的单片机的电路图；

图8是本实用新型的存储器电路的电路图；

图9是本实用新型的RS485温度传输的电路图；

图10是本实用新型的声音提醒电路的电路图；

图11是本实用新型的温度检测接口的电路图；

图12是本实用新型的灯光提醒的电路图；

图13是本实用新型的NB-IoT通信中通信芯片的电路图；

图14是本实用新型的NB-IoT通信中GSM部分的电路图；

图15是本实用新型的RS485-RS232通信转换电路的电路图一；

图16是本实用新型的RS485-RS232通信转换电路的电路图二；

图17是本实用新型的湿度检测的电路图；

图18是本实用新型GSM通信的电路图；

图19是本实用新型NB-IoT通信中SIM部分的电路图；

图20是本实用新型的GSM电源电路驱动控制的电路图；

图21是本实用新型的LCD电源电路驱动控制的电路图；

图22是本实用新型的USB电源电路图；

图23是本实用新型的GPS通信电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术问题：提供一种药品冷链冷藏柜温湿度远程监测终端设备，解决现有有线监测冷藏柜温湿度存在的布线工程大、成本高的问题。

技术手段：药品冷链冷藏柜温湿度远程监测终端设备，包括检测装置、电源和控制装置，还包括显示提醒装置，检测装置包括温湿度传感器，电源包括外部供电电路和内部稳压稳流电路，控制装置包括单片机和NB-IoT通信模块，显示提醒装置包括声光报警电路和显示屏LCD，NB-IoT通信模块、声光报警电路、显示屏LCD和温湿度传感器分别与单片机电性连接，外部供电电路连接内部稳压稳流电路后为设备的各器件提供电源。

外部供电电路包括外部电源、降压芯片、充电芯片和电池，外部电源、降压芯片依次连接实现降压，降压芯片输出端连接充电芯片后连接电池，充电芯片的BAT引脚还连接单片机，实现充电状态指示。

内部稳压稳流电路包括3.3V稳压电路、传感器电源稳压电路和通信电源稳压电路，3.3V 稳压电路、传感器电源稳压电路均采用稳压芯片，通信电源稳压电路采用MOS管。

声光报警电路包括蜂鸣器电路和灯光提醒电路，蜂鸣器电路的电路连接如下：单片机 36引脚连接电阻R33后连接三极管Q6基极，电阻R33还连接电阻R35后连接三极管Q6 发射极，三极管Q6集电极连接蜂鸣器接口的2引脚，蜂鸣器接口的1引脚连接电阻R32 后连接电源。

灯光提醒电路包括开关电路、颜色选择电路，开关电路输出端连接颜色选择电路的VCC 引脚，颜色选择电路的TXD、RXD引脚连接单片机的78、79引脚。

NB-IoT通信模块包括NB芯片、串口电平转换电路、SIM卡电路和电源控制电路，单片机连接电源控制电路，电源控制电路和SIM卡电路分别连接NB芯片，NB芯片连接串口电平转换电路，串口电平转换电路连接单片机。

单片机的81引脚连接电阻R1后连接三极管Q1的基极，电阻R1还连接电阻R2后连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极连接NB芯片的21引脚，NB芯片的68引脚连接二极管D2后连接单片机的26引脚，NB芯片的67引脚连接三极管Q2发射极，三极管Q2基极连接电阻R3后连接电源，其经电容C1接地，三极管Q2集电极连接单片机的 25引脚。

还包括USB接口、RS232通信模块和RS485通信模块，RS485通信模块的A、B端连接RS485接口，其RO、DE、DI端与单片机连接；RS232通信模块的T1N、R1OUT连接单片机，其T1OUT、R1IN端连接RS232接口。

还包括存储器，存储器采用串行闪速存储器，其1引脚连接单片机的29引脚，其2引脚连接单片机的31引脚，其3引脚连接单片机的67引脚，其8、7引脚连接电源，其6引脚连接单片机的30引脚，其5引脚连接单片机的32引脚。

技术效果：本实用新型通过在冷藏柜和终端设备设置无线通信模块即NB-IoT通信模块，其功耗低、无线传输距离长，根据定位模块和无线通信模块，无线传输监测数据和定位数据，实现远程监测所有冷藏柜的温湿度，避免现有采用有线传输布线麻烦、成本高、监测范围窄的缺点，达到了稳定无线传输、大范围远程监测冷藏柜的温湿度的效果；还设置USB 接口、存储器和RS232/485通信模块，利于数据快速传输，便于远程更改传输参数，利于简便远程监测；还设置声光报警电路和显示屏LCD，对监测的异常数据及时进行声光提醒并通过LCD显示，利于快速查错；电源均通过外部电压进行转换、稳压、滤波，保证供电的稳定性，还提供充电电路，保证断电后的供电，利于终端设备稳定无线传输、检测、提醒。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

为实现远程无线监测药品冷链冷藏柜的温湿度，需要在监测终端设置无线通信模块，为保证无线通信的稳定性、功耗、传输距离等，系统框图如图1所示，温湿度传感器检测的电路连接如图所示，温度传感器的数据通过排针连接温度传感器，湿度传感器通过排针接口连接检测开关电路(如图11所示)后再连接单片机，本申请采用的温度传感器温度范围为-40～85℃，湿度传感器测量范围为，≤95％RH(40℃)；若需要位置信息，则设置GPRS 模块进行定位和无线传输，其频率范围850/900/1800/1900MHz，具体电路如图23所示；因此本申请选用低功耗、远距离无线传输的NB-IoT通信模块进行无线传输，供电包括外部供电、根据外部供电进行降压、稳压获取稳定的电源，并设置充电电路，保证外部断电下能正常供电，细节如下：

外部供电电路包括外部电源、降压芯片、充电芯片和电池，外部电源、降压芯片依次连接实现降压，降压芯片输出端连接充电芯片后连接电池，充电芯片的BAT引脚还连接单片机，实现充电状态指示。

内部稳压稳流电路包括3.3V稳压电路、传感器电源稳压电路和通信电源稳压电路，3.3V 稳压电路、传感器电源稳压电路均采用稳压芯片，通信电源稳压电路采用MOS管。具体电路如图2、3所示，降压稳压芯片采用的型号为TD1501-5S，充电电路的电源管理芯片采用的型号为TP4056，3.3V稳压电路、传感器电源稳压电路采用的降压稳压芯片为LDO稳压器，型号为XC6219B332MR。

NB-IoT通信模块包括NB芯片、串口电平转换电路、SIM卡电路和电源控制电路，单片机连接电源控制电路，电源控制电路和SIM卡电路分别连接NB芯片，NB芯片连接串口电平转换电路，串口电平转换电路连接单片机。

单片机的81引脚连接电阻R1后连接三极管Q1的基极，电阻R1还连接电阻R2后连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极连接NB芯片的21引脚，NB芯片的68引脚连接二极管D2后连接单片机的26引脚，NB芯片的67引脚连接三极管Q2发射极，三极管Q2基极连接电阻R3后连接电源，其经电容C1接地，三极管Q2集电极连接单片机的 25引脚。具体电路如图13所示，NB-IoT通信模块中NB芯片采用的型号为BC95-B5或者 BC26或者其他能实现窄带蜂窝数据通信的通信模块，本申请通过NB-IoT通信模块实现温湿度检测数据的远距离的无线传输，功耗低，成本低。

实施例2

基于实施例1，本申请细化声光报警电路，细节如下：

声光报警电路包括蜂鸣器电路和灯光提醒电路，蜂鸣器电路的电路连接如下：单片机 36引脚连接电阻R33后连接三极管Q6基极，电阻R33还连接电阻R35后连接三极管Q6 发射极，三极管Q6集电极连接蜂鸣器接口的2引脚，蜂鸣器接口的1引脚连接电阻R32 后连接电源。

灯光提醒电路包括开关电路、颜色选择电路，开关电路输出端连接颜色选择电路的VCC 引脚，颜色选择电路的TXD、RXD引脚连接单片机的78、79引脚。

声光报警电路如图12所示，显示屏LCD采用4.3寸彩色液晶触摸屏，型号采用TFT3.0 等，对应电路所用的器件型号如图所示，本领域的技术人员根据型号或者电路连接可清楚、完整地实现本申请记载的技术方案。本申请设置声光报警电路和显示屏LCD，对监测的异常数据及时进行声光提醒并通过LCD显示，利于快速查错。

实施例3

基于实施例1或者2，本实施例细化终端设备的存储器和串口通信模块，细节如下：

终端设备还包括USB接口(如图22所示)、RS232通信模块和RS485通信模块，RS485 通信模块的A、B端连接RS485接口，其RO、DE、DI端与单片机连接；RS232通信模块的T1N、R1OUT连接单片机，其T1OUT、R1IN端连接RS232接口，RS232通信模块采用的型号为SP3232，RS485通信模块采用的型号为MAX3485，DE和RO为使能管脚，DE 为低电平、RE为低电平时为接收；DE为高电平、RE为高电平时为发送；RO和DI为数据管脚，RO为接收，DI为发送；因此将DE和RE直接连接，用一个IO口控制；

还包括存储器，存储器采用串行闪速存储器，其1引脚连接单片机的29引脚，其2引脚连接单片机的31引脚，其3引脚连接单片机的67引脚，其8、7引脚连接电源，其6引脚连接单片机的30引脚，其5引脚连接单片机的32引脚，存储器采用的型号为W25Q32。

综上，如图8所示，对应电路所用的器件型号如图所示，本领域的技术人员根据型号或者电路连接可清楚、完整地实现本申请记载的技术方案。本申请设置USB接口、存储器和 RS232/485通信模块，通信速率：1200bps-115200bps，利于数据快速传输，便于远程更改传输参数，利于简便远程监测。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。