一种物联网设备节能数据转存装置的制作方法

文档序号:15730537发布日期:2018-10-23 17:10阅读:190来源:国知局

本实用新型属于物联网技术领域,具体涉及一种物联网设备节能数据转存装置。



背景技术:

互联网技术、通信与微电子技术的高速发展,促进了物联网技术的广泛应用,物联网技术的广泛应用产生了巨大的经济与社会效益,于是许许多多的物联网设备应运而生,极大的便利了人们的日常生活。然而,对于某些不需要与互联网频繁交换数据的物联网设备在与互联网传输数据时,功耗大部分消耗在设备待机、传输等待等非关键性功能上,同时,目前大部分物联网设备均没有统一的数据传输模式,也使得物联网应用发展受到限制,提高了物联网应用开发的复杂性。



技术实现要素:

根据以上现有技术的不足,本实用新型所要解决的技术问题是提出一种物联网设备节能数据转存装置,通过采取脉宽信号调制数据传输模式,解决了目前物联网设备连接网络的复杂性以及功耗大的问题,具有降低物联网设备与互联网的数据传输功耗的功能。

为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:

一种物联网设备节能数据转存装置,包括物联网设备、MCU控制器、物联网设备数据交换接口、数据存储器、WIFI射频模块和电源低功耗稳压模块。物联网设备通过物联网设备数据交换接口与MCU控制器连接,MCU控制器还分别与物联网设备数据交换接口、数据存储器、WIFI射频模块和电源低功耗稳压模块相连,电源低功耗稳压模块分别与物联网设备数据交换接口和WIFI射频模块相连。

优选的,所述物联网设备节能数据转存装置还包括稳压芯片,所述稳压芯片的型号为RT9193-33;所述的物联网设备数据交换接口上有VCC引脚、GND引脚、TXD_IN引脚、RXD_IN引脚和PWM_IN引脚,物联网设备数据交换接口的VCC引脚分别与电解电容E1正极、电容C5的一端以及稳压芯片的VIN引脚和EN引脚连接;GND引脚分别与电解电容E1负极、电容C5另一端以及稳压芯片的GND引脚连接;TXD_IN引脚与MCU控制器的PA9脚连接;RXD_IN引脚与MCU控制器的PA10连接;PWM_IN引脚与MCU控制器的PA11引脚连接;稳压芯片的VOUT引脚分别与电解电容E2正极、C7一端和电源VCC3_3连接,稳压芯片的BT引脚与电容C6一端连接;电容C6、电容C7和电解电容E2另一端均接地。

优选的,所述数据存储器用于暂时存储物联网设备需要与互联网传输的数据;所述数据存储器采用TF-CARD,TF-CARD的D3引脚分别与电阻R10一端和MCU控制器的PA4引脚连接;CMD引脚分别与电阻R11一端和MCU控制器的PA7引脚连接;CLK引脚分别与电阻R12一端和MCU控制器的PA5引脚连接;D0引脚分别与电阻R13一端和MCU控制器的PA6引脚连接;VCC引脚分别与电容C4一端和电源VCC3_3连接;GND引脚接地,并与电容C4另一端连接;电阻R10、电阻R11、电阻R12和电阻R13的另一端均分别与电源VCC3_3连接。

优选的,所述WIFI射频模块采用ESP8266模块,WIFI射频模块的VCC引脚与电源VCC3_3连接;GND引脚接地;CH_PD引脚与电阻R3一端连接;RESET引脚分别与电阻R4一端和MCU控制器的PB1引脚连接;GPIO15引脚与MCU控制器的PB2引脚连接;GPIO0引脚与MCU控制器的PB0引脚连接;RXD引脚分别与电阻R2一端和二极管D1正极连接;TXD引脚与二极管D2负极连接;二极管D1的负极与MCU控制器的PA3引脚连接,正极与电阻R1的一端和MCU控制器的PA2引脚连接;电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的另一端均分别与电源VCC3_3连接。

优选的,所述物联网设备中具有至少一个RS232通信接口和至少一个可调制PWM输出口。

优选的,所述电源低功耗稳压模块采用超高速CMOS—LDO稳压器RT9193-33,电源VCC的输入范围为5-10V。

优选的,所述电解电容E1和电解电容E2均为10uf。

优选的,所述电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C8、电容C9、电容C10和电容C11为0.1uf。

优选的,所述二极管D1和二极管D2的型号均为MBR0520。

优选的,所述MCU控制器采用的型号为STM32f103C8T6。

本实用新型有益效果是:可以降低物联网设备与互联网的数据传输功耗。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:

图1是本实用新型的具体实施方式的结构示意图。

图2是本实用新型的具体实施方式的WIFI射频模块图。

图3是本实用新型的具体实施方式的MCU控制器。

图4是本实用新型的具体实施方式的数据存储器。

图5是本实用新型的具体实施方式的电源低功耗稳压模块和物联网设备数据交换接口图。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述,本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等,作进一步详细的说明,以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

一种物联网设备节能数据转存装置,包括物联网设备、MCU控制器、物联网设备数据交换接口、数据存储器、WIFI射频模块和电源低功耗稳压模块。物联网设备通过物联网设备数据交换接口与MCU控制器连接,MCU控制器还分别与物联网设备数据交换接口、数据存储器、WIFI射频模块和电源低功耗稳压模块相连,电源低功耗稳压模块分别与物联网设备数据交换接口和WIFI射频模块相连。

MCU控制器用于接收物联网设备需要与互联网传输的数据、将数据转存至数据存储器、读取数据存储器内数据并传输至WIFI射频模块以及工作状态的选择。

所述物联网设备节能数据转存装置还包括稳压芯片,所述稳压芯片的型号为RT9193-33。所述的物联网设备数据交换接口上有VCC引脚、GND引脚、TXD_IN引脚、RXD_IN引脚和PWM_IN引脚,物联网设备数据交换接口的VCC引脚分别与电解电容E1正极、电容C5的一端以及稳压芯片的VIN引脚和EN引脚连接;GND引脚分别与电解电容E1负极、电容C5另一端以及稳压芯片的GND引脚连接;TXD_IN引脚与MCU控制器的PA9脚连接;RXD_IN引脚与MCU控制器的PA10连接;PWM_IN引脚与MCU控制器的PA11引脚连接。稳压芯片的VOUT引脚分别与电解电容E2正极、C7一端和电源VCC3_3连接,稳压芯片的BT引脚与电容C6一端连接;电容C6、电容C7和电解电容E2另一端均接地。

数据存储器用于暂时存储物联网设备需要与互联网传输的数据。所述数据存储器采用TF-CARD(TF储存卡),TF-CARD的D3引脚分别与电阻R10一端和MCU控制器的PA4引脚连接;CMD引脚分别与电阻R11一端和MCU控制器的PA7引脚连接;CLK引脚分别与电阻R12一端和MCU控制器的PA5引脚连接;D0引脚分别与电阻R13一端和MCU控制器的PA6引脚连接;VCC引脚分别与电容C4一端和电源VCC3_3连接;GND引脚接地,并与电容C4另一端连接。电阻R10、电阻R11、电阻R12和电阻R13的另一端均分别与电源VCC3_3连接。

WIFI射频模块采用ESP8266模块,用于将数据存储器内数据传输至互联网。WIFI射频模块的VCC引脚与电源VCC3_3连接;GND引脚接地;CH_PD引脚与电阻R3一端连接;RESET引脚分别与电阻R4一端和MCU控制器的PB1引脚连接;GPIO15引脚与MCU控制器的PB2引脚连接;GPIO0引脚与MCU控制器的PB0引脚连接;RXD引脚分别与电阻R2一端和二极管D1正极连接;TXD引脚与二极管D2负极连接。二极管D1的负极与MCU控制器的PA3引脚连接,正极与电阻R1的一端和MCU控制器的PA2引脚连接;电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的另一端均分别与电源VCC3_3连接。

电源低功耗稳压模块采用超高速CMOS—LDO稳压器RT9193-33,电源输入(VCC)范围为5-10V。

优选的,所述的电解电容(E1、E2)均为10uf。

优选的,所述的电容(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C8、C9、C10、C11)均为0.1uf。

优选的,所述的二极管(D1、D2)型号为MBR0520。

优选的,所述物联网设备中具有至少一个RS232通信接口和至少一个可调制PWM输出口,PWM输出口输出指定频率与脉宽的PWM用于系统识别工作状态,包括:

1KHZ,80%占空比对应数据接收存储状态;

1KHZ,60%占空比对应数据发送状态;

1KHZ,40%占空比或无信号对应低功耗休眠状态。

优选的,所述MCU控制器采用的型号为STM32f103C8T6。

MCU控制器通过联网设备数据交换接口检测物联网设备输入的PWM的脉宽及频率进入相应工作状态,所述脉宽信号调制数据传输模式包括:数据接收存储状态,数据接收存储状态中所述装置通过数据交换接口交换相关数据,经过MCU控制器进行处理后转存至数据存储器中暂为保存,接收完成后,系统自动进入休眠状态;数据发送状态,当装置接收到物联网设备的发送命令时,各功能模块从休眠状态中唤醒过来,装置进入数据发送状态,MCU控制器将存储在数据存储器中的数据通过WIFI射频模块实现与互联网的数据交换;低功耗休眠状态,除去上述两种工作状态外,系统一直保持在低功耗休眠状态,此状态下装置仅维持硬件时钟工作,从而最大程度的将功耗利用在数据的接受与传输等关键性步骤上,而且该装置作为物联网设备与互联网之间的中转,有效简化了物联网设备在数据传输方面的程序设计。

上面对本实用新型进行了示例性描述,显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

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