一种微功耗GPRS数据传输终端的制作方法

文档序号:14289394阅读:269来源:国知局

本实用新型涉及无线数据传输终端领域,特别涉及一种微功耗GPRS数据传输终端。



背景技术:

在工业设备生产、运行过程中,需要对设备运行状态和现场信号进行监控,在不方便布置线缆的场合,通常采用无线数据传输终端将数据通过无线网络上传至服务器。众所周知,GPRS数据传输终端在进行公网注册和数据传输时,峰值电流达到2A,功耗很大,如果在非工作周期不间断的进行数据的传输,那么会造成电力资源的浪费,不符合绿色、低碳、环保的工业4.0理念。因此对于某些不需要实时监控采集的场合,只需在关键的时间点进行信号的采集即可,此时设备处在正常工作模式;而其余时间无需对信号进行采集和数据传输,此时设备处在待机模式。

目前有的数据传输终端没有对工作模式进行区分,如专利CN203350639U,这会造成非工作周期内电力资源的浪费;有的数据传输终端虽然已对工作模式进行区分,但是忽略了供电电源部分的功率损耗,不利于微功耗产品的实际应用,如专利CN201010594 818.2中所述,虽然该专利的设计静态电流很低,但是在产品待机状态,DC/DC芯片的损耗却不容忽视。因此本实用新型提出了一种微功耗GPRS数据传输终端,在一定程度上能达到节能、省电、节省流量的作用。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于对现有技术存在的不足加以解决,提供一种微功耗GPRS数据传输终端,以降低数据传输终端的功耗和所需数据流量,达到节能、省电、节省流量的作用。

本实用新型可通过以下技术方案予以实现:

一种微功耗GPRS数据传输终端,其特征是终端具有正常工作模式和待机工作模式,包括主控制器单元、正常供电单元、待机供电单元、GPRS单元和数据采集单元;

所述主控制器单元,由微控制器电路、实时时钟电路和存储电路组成;所述微控制器电路由具有Cortex-M3内核和Standby工作模式的芯片STM32F107VCT6及其外围电路组成;实时时钟电路由芯片DS1302及其外围电路组成;存储电路由芯片SST25VF064C及其外围电路组成;

所述待机供电单元,由稳压管ZMM7V5、MOS管MMFT960及其外围电路组成;

正常供电单元和待机供电单元均连接至外部电源的输入端;

芯片DS1302作为外部时钟,为设备提供精确的实时时钟;

芯片STM32F107VCT6控制MOS管MMFT960;芯片STM32F107VCT6具有内部RTC实时唤醒功能,主控制器会有规律的定时从待机工作模式中唤醒进入正常工作模式,通过数据采集单元对信号进行采集与无线数据传输,实现了两种工作模式的自动循环切换。

所述正常供电单元,由DC/DC转换芯片TPS54331及其外围电路构成。

所述GPRS单元,由自带TCP/IP协议的模块MC52IR3或SIM800C或G510及其外围电路组成。

所述数据采集单元,由采集1-5V或4-20ma模拟量信号的电路组成。

所述外部电源输入端电压为直流9V~28V,所述外部电源为电源适配器、电池或太阳能电池板中的一种。

微功耗GPRS数据传输终端对信号进行采集、传输时,因无线网络的连接与数据传输所需电流较大,而TPS54331芯片的转换效率高,能量损耗小,自身静态电流小,此时待机供电单元的MOS管受主控制器单元控制处于关闭状态,无多余的电量损耗,因而降低了功耗。

微功耗数据传输终端处于待机模式时,由待机供电单元对设备供电,此时微控制器处于Standby模式,功耗很低,所需电流仅为3.8uA,而待机供电单元中的电流由被供电电路中的电流决定,所以待机供电单元中的电流极低,无明显的电能损耗,而且处于待机模式时,微控制器关断了正常供电单元的供电,所以GPRS单元和数据采集单元无电源供应,因而能达到省电、节约流量的目的。

附图说明

图1是本实用新型内部结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行说明:

如图1所示,一种微功耗GPRS数据传输终端电路,包括主控制器单元、正常供电单元、待机供电单元、GPRS单元和数据采集单元。

所述主控制器单元,由微控制器电路、实时时钟电路和存储电路组成。所述微控制器电路由芯片STM32F107VCT6及其外围电路组成;实时时钟电路由芯片DS1302及其外围电路组成;存储电路由芯片SST25VF064C及其外围电路组成。

所述正常供电单元,由DC/DC转换芯片TPS54331及其外围电路组成,为整个终端供电。

所述待机供电单元,由稳压管ZMM7V5、MOS管MMFT960及其外围电路组成。

所述GPRS单元,为模块MC52IR3、SIM800C或G510中的一种及其外围电路组成。

所述数据采集单元,由采集1-5V或4-20ma模拟量信号的电路组成。

当设备进行数据采集与传输时,正常供电单元工作,为设备供电,待机供电单元因芯片STM32F107VCT6对MOS管MMFT960的控制而关闭,在这种工作模式下,芯片STM32F107VCT6将数据采集单元采集到的数据存到芯片SST25VF064C中,并通过串口发送AT指令让GPRS模块进行无线网络的连接与注册,当GPRS模块分配到公网IP后,STM32F107VCT6将存在芯片SST25VF064C中的数据,通过串口发送给GPRS模块,由GPRS模块通过公网上传至数据服务器。

当设备无需进行数据监控、传输时,芯片STM32F107VCT6首先通过IO口控制MOS管MMFT960让待机供电单元工作,然后通过IO口控制芯片TPS54331不使能从而关闭正常供电单元,此时无线传输单元和数据采集单元无电源供应,然后芯片STM32F107VCT6进入Standby模式,此时功耗极低,电流低至3.8uA,而待机供电单元中的电流由被供电电路中的电流决定,故而待机供电单元中无多余的电能损耗,因此整个设备此时的功耗极低且无不必要的电能损耗。

此外,由于选择的芯片STM32F107VCT6具有内部RTC实时唤醒功能,主控制器会有规律的定时从待机工作模式中唤醒进入正常工作模式,对信号进行采集与无线数据传输,无需人工对设备进行唤醒,从而实现了两种工作模式的循环切换。值得注意的是,由于芯片STM32F107VCT6使用了内部RTC实时唤醒功能,为解决实时时钟的精确性和保障设备运行时间的准确性,本实用新型采用了芯片DS1302的作为外部时钟,该种设计可以有效的为系统提供精确的实时时钟,从而解决芯片STM32F107VCT6由于使用了内部RTC而无法使用外部RTC的问题。

针对GPRS数据传输终端功耗高、耗能多、数据流量大的市场现状,我们提出了本实用新型,通过本实用新型的应用可以达到节约电能、降低功耗、节省数据流量的目的。

需要说明的是:以上实施方式只是示例性的,不能理解为是对本实用新型保护范围的限制;只要是根据本专利原理之内所作的任何等同变更或修饰,均落入本实用新型保护的范围之内。

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