[发明专利]基于无线低功耗温湿度监控系统

说明书

本发明公开了基于无线低功耗温湿度监控系统，所述监控系统由供电单元、MCU、温湿度传感器、LoRa模块和IO控制单元组成，所述供电单元用于实现所述监控系统的供电管理，所述MCU接收温湿度传感器采集的温湿度数据，所述MCU通过LoRa模块与后台实现数据与指令通讯，所述MCU通过IO控制单元下达指令动作，采用供电单元实现锂电池恒定电流/恒定电压线性充电，以实现温湿度的采集和控制，设备采用无线LoRa通讯，通讯距离大于1.5km(单跳)，现场不需要任何布线，能够完成快速安装与组网，采用数字式温湿度传感器，数据精度得到了较大提升，可在户内户外使用，具有较高的实用价值。

技术领域

本发明涉及监控设备技术领域，具体为基于无线低功耗温湿度监控系统。

背景技术

温湿度是环境气象要素中最常用的变量，随着科技的不断发展，温湿度监测终端朝着数字化，高精度，低功耗，无线传输等特性发展，它在各行各业得到了广泛的应用。现有技术针对粮食大棚设计了一种无线温湿度监测系统，它使用STM32作为CPU，使用SHT15数字温湿度传感器采集数据，使用ZigBee组建局域网，通过GPRS无线网络上传数据到上位机，解决了现场通讯布线难得问题。但终端功耗较大，需要额外提供电源，采用市电供电，降低了设备安装的便捷性。现有技术针对蔬菜大棚应用环境，设计了一种温湿度监控系统，它使用AT89C51作为CPU，使用DS18B20和HM1500LF完成温湿度的采集，使用485总线进行数据和指令传输。这种方式增加了布线难度，且不易于扩展。现有技术还设计了一种粮库温湿度监控系统，一种机房测试间的温湿度监控系统，这些现有技术对温湿度采集及控制进行了设计，但对供电电源及功耗都没有进行设计。现有技术针对图书馆温湿度监控系统设计了一些方案，提高了温湿度采样精度，但是方案的供电设计与便捷布置没有得到有效解决。

基于此，本发明设计了基于无线低功耗温湿度监控系统，具有精度高、功耗低、通讯距离远、安装与组网方便等优点，具有较高的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供基于无线低功耗温湿度监控系统，以解决上述提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于无线低功耗温湿度监控系统，所述监控系统由供电单元、MCU、温湿度传感器、LoRa模块和IO控制单元组成，所述供电单元用于实现所述监控系统的供电管理，所述MCU接收温湿度传感器采集的温湿度数据，所述MCU通过LoRa模块与后台实现数据与指令通讯，所述MCU通过IO控制单元下达指令动作，以实现温湿度的采集和控制。

优选的，所述供电单元包括充电电路、电压转换电路和锂电池，所述充电电路外接太阳能电池板或者USB充电接口，所述充电电路与锂电池连接，所述锂电池通过电压转换电路与MCU、温湿度传感器和LoRa模块连接。

优选的，所述温湿度传感器采用AM2305温湿度传感器，包括一个电容式感湿元件和一个测温元件，并与一个8位单片机相连接。

优选的，所述LoRa模块采用E32-400T20S模块。

优选的，所述MCU采用STM8L051F3芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于STM8L051F3芯片设计了一种无线低功耗温湿度监控系统，采用低功耗设计理念，设备整体功耗较低，休眠电流80uA，动态电流20mA，不考虑充电的情况下，设备连续运行时间不小于30天。用供电单元实现锂电池恒定电流/恒定电压线性充电，设备采用无线LoRa通讯，通讯距离大于1.5km(单跳)，现场不需要任何布线，能够完成快速安装与组网。设备采用数字式温湿度传感器，数据精度得到了较大提升。该产品可在户内户外使用，具有较高的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。