一种低功耗自组网数据传输装置和系统的制作方法

本实用新型属于数据传输的技术领域，具体涉及一种低功耗自组网数据传输装置和系统。

背景技术：

随着高科技的发展，通讯技术得到越来越多的应用，对于建筑物内的通讯，由于大都采用有线通讯的方式，所以存在成本高昂、部署困难、影响内部布局、走线带来美观等问题；此外，现今的通讯系统大都采用单一的数据通信，使得数据传输率较低，限制了其应用范围。

技术实现要素：

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种无需布线、安装和使用方便的低功耗自组网数据传输装置和一种数据传输率较高的低功耗自组网数据传输系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种低功耗自组网数据传输装置，包括：主要由上盖和下盖构成的壳体，以及设置于壳体内的电路板，所述电路板上设有液晶显示屏，所述上盖上设有与液晶显示屏相适应的开口，所述开口处设有与其相适应的面膜，所述上盖上还设有射频天线，所述射频天线与所述电路板电气连接。

优选地，所述电路板上设有MCU处理器模块和射频模块，所述MCU处理器模块为低功耗的MCU芯片，所述射频模块为低功耗的射频芯片；所述MCU处理器模块分别与所述射频模块双向连接，所述射频模块与所述射频天线双向连接，所述MCU处理器模块的输出端与所述液晶显示屏的输入端电气连接。

优选地，所述的低功耗自组网数据传输装置还包括：温湿度传感器，所述温湿度传感器位于所述壳体外，且所述温湿度传感器通过USB接口与所述MCU处理器模块的输入端电气连接，所述USB接口位于所述上盖上。

优选地，所述电路板上还设有声光报警模块，所述声光报警模块的输入端与所述MCU处理器模块的输出端电气连接。

优选地，所述上盖上还设有控制按键，所述电路板上还设有按键输入模块，所述控制按键通过所述按键输入模块与所述MCU处理器模块的输入端电气连接。

优选地，所述电路板上还设有存储模块、时钟复位模块和电源模块，所述存储模块、所述时钟复位模块分别与所述MCU处理器模块双向连接，所述电源模块为整个低功耗自组网数据传输装置供电。

优选地，所述上盖上还设有电源输入接口，所述电源输入接口与所述电源模块的输入端电气连接。

优选地，所述下盖的背部设有具有电池盖的电池仓，所述电池仓内设有电池，所述电池与所述电源模块的输入端电气连接。

优选地，所述USB接口的外侧设有端盖，所述温湿度传感器位于所述端盖内。

相应地，一种低功耗自组网数据传输系统，包括至少一个子系统，每个子系统均包括一个主机和多个上述的一种低功耗自组网数据传输装置，每个低功耗自组网数据传输装置均通过所述射频天线与所述主机进行通讯。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型的装置使用无线射频模块，利用无线通信技术进行数据传输，因无需考虑布线，更便于安装和使用，被广泛地应用于生活中；本实用新型的系统，利用频分复用及时分复用技术，采用低功耗的设计进行无线数据传输，能够将多个装置进行自组网，构成无线数据传输系统，解决了较低数据率通信应用场合的数据传输问题。

2、本实用新型的装置还包括液晶显示屏和控制按键，具有人机交互功能，不仅能够将数据传输过程进行实时显示，还可以根据需要给装置发送请求命令，增强了装置的实用性。

3、本实用新型可通过温湿度传感器实时检测装置的工作环境的温湿度信号，当工作环境的温湿度信号异常时，通过声光报警模块进行报警，提醒人们及时处理异常状况，降低了装置的受损害程度，延长其使用寿命；此外，温湿度传感器通过USB接口和装置内部的电路板进行电气连接，由于USB口是标准的接口，易于生产，使得整个装置的生成范围和规模得到了扩大。

4、本实用新型的装置可通过两种方式进行供电，一种是直接通过电源输入接口连接到外部适配器上与交流市电进行连接，另一种是由位于装置的电池仓里的电池直接供电，提高了装置的适用性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置的结构示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中电路板的结构示意图；

图4为图3的后视图；

图5为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置的电路结构示意图；

图6为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中MCU处理器模块和射频模块的电路原理图；

图7为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中存储模块的电路原理图；

图8为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中电源模块的电路原理图；

图9为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中按键输入模块的电路原理图；

图10为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中声光报警模块的电路原理图；

图11为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中USB接口的电路原理图；

图12为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中电源输入接口的电路原理图；

图13为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输系统的结构示意图；

图中：10为壳体，20为电路板，30为液晶显示屏，40为射频天线，50为温湿度传感器，60为电池盖，70为电池，80为端盖，101为上盖，102为下盖，1011为开口，1012为面膜，1013为USB接口，1014为控制按键，1015为电源输入接口，201为MCU处理器模块，202为射频模块，203为声光报警模块，204为按键输入模块，205为存储模块，206为时钟复位模块，207为电源模块，2061为时钟电路，2062为复位电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置的结构示意图，图2为图1的爆炸图，图3为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中电路板的结构示意图，图4为图3的后视图，

如图1~图4所示，一种低功耗自组网数据传输装置，包括：主要由上盖101和下盖102构成的壳体10，以及设置于壳体10内的电路板20，所述电路板20上设有液晶显示屏30，所述上盖101上设有与液晶显示屏30相适应的开口1011，所述开口1011处设有与其相适应的面膜1012，所述上盖101上还设有射频天线40，所述射频天线40与所述电路板20电气连接。

进一步地，所述上盖101上还可设有控制按键1014，所述电路板20上还设有按键输入模块204。

本实施例中的装置可具有人机交互功能，不仅能够将数据传输过程进行实时显示，还可以根据需要给装置发送请求命令，增强了装置的实用性。

具体地，所述液晶显示屏30可为LCD液晶显示屏，可使用段码液晶屏进行显示：电量信息、无线信号强度信息、存储容量信息、检测数据的信息、本机的配置信息，配置轻触按键作为系统输入。

进一步地，所述电路板20上可设有MCU处理器模块201和射频模块202，所述MCU处理器模块201可为低功耗的MCU芯片，所述射频模块202可为低功耗的射频芯片。

具体地，所述MCU处理器模块201可具体采用型号为MSP430F4152的单片机，充分利用其超低功耗的特点进行系统设计，使用低功耗的MCU作为主控芯片，降低功耗延长电池的使用寿命。

具体地，所述射频模块202可具体采用高发射功率、高接收灵敏度、低功耗的射频芯片，使用470MHz的无线射频频段进行数据的传输，使传输距离，穿透、绕射能力提高。

更具体地，所述射频模块202可使用SI4463无线模块。

进一步地，所述的低功耗自组网数据传输装置还可包括：温湿度传感器50，所述温湿度传感器50位于所述壳体10外，所述温湿度传感器50可通过USB接口1013与所述MCU处理器模块201的输入端电气连接，所述USB接口1013可位于所述上盖101上。

进一步地，所述USB接口1013的外侧可设有端盖80，所述温湿度传感器50可位于所述端盖80内。

具体地，所述温湿度传感器50可采用SHT21温湿度传感器。

进一步地，所述电路板20上还可设有声光报警模块203。

具体地，本实施例可使用无源蜂鸣器进行声音报警，为了提高报警的音量，可使用型号为SG4890的音频功率放大器提高报警音量。

本实施例可通过温湿度传感器50实时检测装置的工作环境的温湿度信号，当工作环境的温湿度信号异常时，通过声光报警模块203进行报警，提醒人们及时处理异常状况，降低了装置的受损害程度，延长其使用寿命；此外，温湿度传感器50通过USB接口1013和装置内部的电路板20进行电气连接，由于USB口是标准的接口，易于生产，使得整个装置的生成范围和规模得到了扩大。

进一步地，所述电路板20上还可设有存储模块205、时钟复位模块206和电源模块207。

具体地，所述时钟复位模块206可包括时钟电路2061和复位电路2062。

具体地，本实施例可使用EEPROM作为存储芯片，以供异常情况时数据记录的保存，在异常情况排除后能将保存的数据进行上报，保证数据不丢失。

进一步地，所述上盖101上还可设有电源输入接口1015。

进一步地，所述下盖102的背部可设有具有电池盖60的电池仓，所述电池仓内可设有电池70。

具体地，所述电池70可为2节5号电池，提供+3V的电压，供各个功能模块使用。

本实施例中的装置可通过两种方式进行供电，一种是直接通过电源输入接口1015连接到外部适配器上与交流市电进行连接，另一种是由位于装置的电池仓里的电池70直接供电，提高了装置的适用性。

本实施例的装置使用无线射频模块，利用无线通信技术进行数据传输，因无需考虑布线，更便于安装和使用，被广泛地应用于生活中。

图5为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置的电路结构示意图，图6为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中MCU处理器模块和射频模块的电路原理图，图7为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中存储模块的电路原理图，图8为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中电源模块的电路原理图，图9为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中按键输入模块的电路原理图，图10为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中声光报警模块的电路原理图，图11为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中USB接口的电路原理图，图12为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输装置中电源输入接口的电路原理图，

如图5~图12所示，所述MCU处理器模块201分别与所述射频模块202双向连接，所述射频模块202与所述射频天线40双向连接，所述MCU处理器模块201的输出端与所述液晶显示屏30的输入端电气连接；所述声光报警模块203的输入端与所述MCU处理器模块201的输出端电气连接。所述控制按键1014通过所述按键输入模块204与所述MCU处理器模块201的输入端电气连接；所述存储模块205、所述时钟复位模块206分别与所述MCU处理器模块201双向连接，所述电源模块207为整个低功耗自组网数据传输装置供电；所述电源输入接口1015与所述电源模块207的输入端电气连接；所述电池70与所述电源模块207的输入端电气连接。

图13为本实用新型实施例一提供的一种低功耗自组网数据传输系统的结构示意图，如图13所示，一种低功耗自组网数据传输系统，包括至少一个子系统，每个子系统均包括一个主机和多个上述的一种低功耗自组网数据传输装置，每个低功耗自组网数据传输装置均通过所述射频天线40与所述主机进行通讯。

本实施例中的的无线通讯，以500KHz为间隔进行频率划分，分为不同信道，形成不同的自组通信网络，进行数据传输。在不同的通信网络内，手动配置不同的终端地址，接收主机的时间信号，并依据给予的时间点进行参数的设置和上传，实现自组网操作。在同一自组网内，不同终端节点根据统一的时间基准，在不同的时间点进行数据传输，包括参数配置数据和有效数据传输。各终端节点通过接收主机发送的心跳包进行时间校准，通过此种主动方式可降低功耗。

本实施例中的系统，利用频分复用及时分复用技术，采用低功耗的设计进行无线数据传输，能够将多个装置进行自组网，构成无线数据传输系统，解决了较低数据率通信应用场合的数据传输问题，具有实质性特点和进步。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。