一种多功能网关装置的制作方法

本实用新型涉及用于接收多个温湿度采集装置的温湿度信息，进行显示并将数据上传到服务器云端的一种网关装置。

背景技术：

目前，随着生产活动以及科学技术的发展，在医疗领域方面部分活性的生物制品、预防针记、蛋白同化制剂等都需要在2℃~8℃的冰箱保存、保存活体组织的液氮的温度在-196℃；在生物工程、生命科学等研究部门、高等院校、企业质检及生产部门工作时需要一个冷冷受控、温度均匀很低的场源，因此温度监测产品应用而生，并且随着物联网的发展，更多的需要进行实时温度监测并对超出温度范围的情况进行报警，目前市面上的温度一体化报警器大都具有自动测温、温湿度上下限报警、温湿度校准、温度显示以及以太网通讯等功能，但是在这种一体化报警器在测量精度上会有所欠缺，并且随着温度的偏高和偏低情况下偏差递增，因此我们希望能够提供一种网关装置，既能够接收多个温湿度采集装置采集大的温湿度信息，保障温湿度信息的精度，同时能够进行数据显示，直观方便的查看温湿度信息，并且满足数据上传到服务器云端。

技术实现要素：

本实用新型提供一种多功能网关装置，能够将收集的数据信息进行显示和上传到服务器的装置。安装方便，电池可以反复充电，在没电的情况下仍可继续使用2-3天，能够准确的将收集到的数据信息进行存储、显示并以无线通讯的方式进行传输，在数据有异常的情况下可以报警，可以通过4V-6V充电器给设备充电。

本实用新型公开了一种多功能网关装置，包括：主控模块，数据接收模块，数据发送模块，数据显示模块，数据存储模块，声音报警模块，稳压控制模块，电池管理模块。其中，数据信息是通过数据采集装置将采集到的数据以无线电波的形式发送给所述网关数据接收模块，数据接收模块将数据传送至主控模块，主控模块将接收到的数据传输给数据发送模块、数据显示模块以及存储模块，数据发送模块将数据通过GPRS的2G网络将数据传送给天线，然后通过天线以无线的形式发射给服务器云端，数据显示模块用来显示数据接收模块所接收的数据信息，稳压控制模块可以保证整个系统的供电电压的稳定，当检测到数据异常时，声音报警模块可以发出滴滴声音进行报警，电池管理模块用来给装置的4.2V锂电池进行充电管理。

进一步的，所述主控模块是采用TI的MSP432P401芯片。

进一步的，所述数据接收模块采用TI的CC1310芯片。

进一步的，所述存储模块采用W25Q256FVEM芯片和W25Q16CLSV芯片。

进一步的，所述数据发送模块采用移远的2G网络的M26模块。

进一步的，所述数据显示模块采用高通的字库芯片GT30L24T3Y和2.4 寸TFT LCD彩屏。

进一步的，所述声音报警模块采用有源蜂鸣器。

进一步的，电池管理模块采用TI的BQ25606芯片。

进一步的，所述稳压控制模块采用RT8009-33芯片。

进一步的，所述数据发送模块其频段范围为430MHz-440MHZ，其中心频率为434Mh。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种多功能网关装置包括主控模块，数据接收，数据发送模块，存储模块，数据显示模块，稳压控制模块，报警模块，电池管理模块；主控模块将通过数据接收模块收集到温湿度数据信息，通过数据发送模块以无线通讯的方式传送到服务器，并且当本实用新型体积小、安装方便，可以快速有效的收集多个数据采集装置所处坏境的温湿度信息，其与采集端的采集装置无线传输的距离至少为800米。数据显示模块可以显示所有接收到的采集装置的数据信息。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型主控系统模块的电路原理图；

图3是本实用新型数据接收模块的原理图；

图4 是本实用新型数据发送模块的原理图；

图5是本实用新型数据存储模块的电路原理图；

图6 是本实用新型显示数据显示模块的原理图；

图7是本实用新型稳压控制模块的原理图；

图8是本实用新型电池管理模块的原理图；

图9是本实用新型声音报警模块的原理图。

具体实施方式

如图1所示，该一种多功能网关装置包括：主控模块1，数据接收模块2，数据发送模块3，数据存储模块4，数据显示模块5，稳压控制模块6，电池管理模块7，声音报警模块8；其中，温湿度信息是通过所述数据接收模块2以无线电磁波的形式进行数据的收集，所述数据接收模块2将收集到的数据传送给主控模块1，主控模块1将接收到的数据传送给数据发送模块3、数据显示模块5以及数据存储模块4，数据发送模块通过2G网络和天线，将温湿度数据发送至服务器云端；稳压控制模块6可以将锂电池的3.7V-4.2V电压转换成稳定的3.3V，4V-6V电源适配器通过电池管理模块7 给设备的锂电池充电和给系统供电；当接收到的温湿度信息有异常时，可以通过声音报警模块8发出滴滴的声音来报警提示。

如图2所示，所述的主控模块1是采用TI 的芯片MSP432P401RIZ，U1通过晶振Y2和电容C18，C19来给主控芯片提供准确的时钟信号。通过电容C4，C5，C6，C7，C8来滤除输入U1电源线的干扰信号，由R1，SW1，C3组成U1的复位电路，用来给整个系统复位。而主控U1是通过不同的通信协议I2C，SPI，UART与外围不同模块进行通信。

如图3所示，所述的接收模块2是采用低功耗芯片CC1310作为主控收集数据的接收端。U4负责数据的接收和转换，将数据通过UART通信协议将数据传送给主控U1。U4通过第1，2，3脚经由射频电路的Balun电路L2，L7，L8，C21，C24，C36,滤波电路C30，L5，C31，L6，C32，C27，R27然后经过天线收集温湿度装置的温湿度信息，然后将收集到的数据以UART的通信协议通过第15和第16管脚传送给U1的第6和第7管脚。

其中，所述接收模块2与采集端的温湿度采集装置的通信频段范围为433MHz-434MHZ，传输距离在800-1000m。

如图4所示，所述发送模块3是采用移远的2G网络通信模块M26，为保证能够更好地控制M26的功耗和增加M26的稳定性，采用主控U1来控制U8的第4管脚的使能，从而控制给M26上电。M26通过第17 和第18管脚与主控的第34和第35管脚进行UART通信，主控U1将需要发送的数据以UART的通信协议传输给U10，U10通过第35管脚，经由R48再通过天线将数据发送给服务器。

如图5所示，所述数据存储模块4采用 华邦的W25Q256FVEM芯片和W25Q16CLSV芯片。如图中U2是主控U1的数据存储芯片，U3是接收模的U4的数据存储芯片。为保证系统的低功耗，U2与U3的供电电源都是由其分别的控制芯片供电。U2与主芯片U1通过SPI方式进行通信。U1给U2供电的同时，通过拉低U2的第1引脚，然后控制SCLK的时钟，通过U2的2脚和5脚与主控U1的第2和第3脚进行数据传输。同理，U3与芯片U4通过SPI方式进行通信，U4给U3供电的同时，通过拉低U3的第1引脚，然后控制SCLK的时钟，通过U3的2脚和5脚与U4的第38和第40脚进行数据传输。

如图6所示，数据显示模块是由字库芯片GT30L24T3Y和一个2.4寸的LCD TFT彩屏组成显示部分，其显示内容是由主控U1进行控制。彩屏与主控U1 之前的通信是通过U1的第56到第68引脚以并口的方式进行传输的，而字库芯片U18与主控U1之间是通过SPI通信协议进行数据通信的。其中为保证最低功耗U18的供电是由U1的第75管脚控制的，主控U1的第76引脚将U 18的第1引脚拉低，然后U1的第77管脚给U18输出SCLK 信号，然后通过U1的第78和第79管脚与U18的第2和第5管脚进行数据传输。将字库芯片里的字母、数字、汉字、符号等在LCD屏上进行显示。

如图7所示，稳压控制模块是由U5及电容C44、C46、C45，电感L9组成，可以将系统电压稳定在3.3V。

如图8所示，电池管理模块将电源适配器的输出电压通过U6的第1和第24管脚，然后经过外围电路的电容和电感的匹配将电压转换成两路输出，一路转换成4.2V给锂电池充电，充电电流最大可达到3A，另一路输出4.2V给整个电路系统供电，并且在外部适配器未接入的情况下，电池电压可以输出给系统供电。

如图9所示，声音报警模块是采用有源蜂鸣器LS1进行声音报警，是通过主控的第51引脚的高低电平来控制三极管Q3来控制蜂鸣器的工作状态。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。