[实用新型]危化品车辆一体化无线传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及危化品车辆一体化无线传感器，属于传感器技术领域

背景技术

目前，在危化品物流运输领域，如石油运输领域，对车辆罐体中货物信息的检测，大部分采用分立式的、有线式的温度传感器仪表、压力传感器仪表、液位传感器仪表。采用有线方式的缺点在于，传感器仪表需要通过两条引线从车辆电平取电，传感器仪表的输出信号需要通过引线的方式传输到车载终端设备。有线方式增加了车辆上的布线，增加了安全隐患，不利于后期的拆卸、维修维护，而且容易造成线缆脱落影响数据的可靠性传输。

目前，市面上也有无线式的温度传感器仪表、压力传感器仪表、液位传感器仪表。但均为独立式的仪表，只能单独地采集温度信号、压力信号、液位信号。例如要针对石油运输车辆，每个罐体在物理结构上是完全独立分仓的，为了采集到每个罐体的温度、压力、液位信号，则需要使用的传感器仪表的数目比较多，在罐体上安装不方便，成本也比较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供危化品车辆一体化无线传感器，避免了各小信号之间的相互影响和后续的电路处理，具有低功耗、高可靠性、易组网和稳定性好等优势，能够节省安装时间和安装费用。

本实用新型的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

危化品车辆一体化无线传感器，包括敏感元件组、处理单元、电源模块和ZigBee无线传输单元，其中处理单元包括调理电路、模数转换电路、存储电路和处理电路，具体连接关系为：敏感元件组与调理电路连接，调理电路与模数转换电路连接，模数转换电路连接存储电路，存储电路连接处理电路，处理电路则与ZigBee无线传输单元连接，电源模块分别与敏感元件组、调理电路、模数转换电路、存储电路、处理电路和ZigBee无线传输单元连接，各个模块的功能如下：

敏感元件组：采集危化品车辆罐体中货物的温度信号、压力信号和液位信号，并将所述采集到的信号输出给调理电路；

调理电路：将敏感元件组采集的温度信号、压力信号和液位信号进行调理，即将采集的微弱小信号调理到模数转换电路的信号输入范围之内，并输出给模数转换电路；

模数转换电路：将从调理电路接收的模拟信号转换为数字信号，并输出给存储电路；

存储电路：用于存储模数转换电路进行模数转换后的温度数字信号、压力数字信号和液位数字信号；

处理电路：从存储电路中获取温度、压力和液位数字信号，将所述数字信号分别转换为相应的温度数据、压力数据和液位数据，输出给ZigBee无线传输单元；

ZigBee无线传输单元：采用ZigBee无线传输协议将所述温度数据、压力数据和液位数据无线传输；

电源模块：为敏感元件组、调理电路、模数转换电路、存储电路、处理电路和ZigBee无线传输单元进行供电。

在上述危化品车辆一体化无线传感器中，敏感元件组由温度敏感元件、压力敏感元件和液位敏感元件组成，调理电路由温度调理电路、压力调理电路和液位调理电路组成，温度敏感元件连接温度调理电路，将采集的温度信号输出给温度调理电路进行调理；压力敏感元件连接压力调理电路，将采集的压力信号输出给压力调理电路进行调理；液位敏感元件连接液位调理电路，将采集的液位信号输出给液位液位调理电路进行调理。

在上述危化品车辆一体化无线传感器中，电源模块包括电源管理电路和电池，其中电源管理电路对传感器中各模块的电源进行划分和管理，电源管理电路采用电池监测专用芯片DS2438，所述专用芯片由温度测量单元、电压测量单元、电流测量单元三部分组成，分别用于测量温度、电压和电流；电池根据电源管理电路对传感器中各模块进行供电。

在上述危化品车辆一体化无线传感器中，温度敏感元件、压力敏感元件和液位敏感元件集成在一块电路板上。

在上述危化品车辆一体化无线传感器中，ZigBee无线传输单元采用TI公司的第二代支持ZigBee/IEEE802.15.4协议的片上集成芯片CC2530。

在上述危化品车辆一体化无线传感器中，模数转换电路、存储电路和处理电路采用TI公司的超低功耗系列处理器MSP430F1611实现。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

（1）本实用新型传感器采用一体化的设计，利用温度、压力、液位传感器技术，将温度、压力、液位三种敏感元件集成在一块电路板上，作为前端信号的采集电路，在电路板的设计过程中，充分考虑这三种敏感元件的摆放位置，以及各敏感元件的输出信号，避免各小信号之间的相互影响和后续的电路处理；