[发明专利]基于电池供电和4G通信的物联网传感器组

说明书

一种基于电池供电和4G通信的物联网传感器组，包括有单片机模块、和电池相连的电池及检测模块、4G通讯模块、温湿度传感器模块、烟雾传感模块、红外入侵测量模块、水浸检测模块和门磁检测模块。它经过高速率单片机进行加解密处理，再通过无线数据帧的方式发送出去。空闲时候，系统会关闭所有的外设，进入休眠模式，极大的降低待机电流，延长电池使用寿命。实时监测电池状态，将电压数值发送到后台服务器，以便通知工作人员即时更换旧电池，保障系统的持续运行。

技术领域

本发明涉及传感器及无线通讯技术领域，具体涉及一种具有多个传感器、由电池供电、通过4G进行数据传输的装置。

背景技术

当前数字传感器普遍采用有线通讯、外接电源供电的方式，存在布线困难、维护麻烦等缺点。将其测量数据转为4G无线信号进行传输并且使用内置电池供电则可以很好的解决以上问题。其不足在于：1、当前这类转换器普及率还是比较低的，因为技术可靠性和成本都不是很好控制；2、这类转换器还有透明传输导致的数据安全性问题；3、通过电池代替有源电源，传感器组的续航问题也需要解决。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于电池供电和4G通信的物联网传感器组，它采用先进的芯片和处理技术来降低系统功耗、提高传输效率和可靠性；通过专用加密算法来保障传输数据安全性。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有单片机模块、和电池相连的电池及检测模块、4G通讯模块、温湿度传感器模块、烟雾传感模块、红外入侵测量模块、水浸检测模块和门磁检测模块；单片机模块的AD采样接口K12与电源及检测模块的测量点接口K21相连；单片机模块的UART2端口K14与4G通讯模块的UART端口K41相连；单片机模块的GPIO端口K15与温湿度传感器模块的输出口K51相连；单片机模块的GPIO及AD采样接口K16和烟雾传感模块的输入输出口K61相连；单片机模块的GPIO端口K17与红外入侵测量模块的输出口K71相连；单片机模块的GPIO端口K18与水浸检测模块的输出口K81相连；单片机模块的GPIO端口K19与门磁检测模块的输出口K91相连。

进一步，所述单片机模块的型号为PIC16LF1947，其工作模式包括有休眠工作模式和唤醒工作模式。

进一步，所述传感器组还包括有设备编号设置模块，单片机模块的GPIO端口K110与设备编号设置模块的输出端K101相连。

进一步，所述温湿度传感器包括有Risym DHT11芯片，其中1号接口为电源正极，接入3.3V电源；2号接口为输出口K51，接入到单片机模块的GPIO端口K15；3号接口为空；4号接口为电源负极，接入GND，1号接口与4号接之间串联有电容C7。

进一步，所述烟雾传感器模块包括有传感器模块U7，1引脚通过电阻R27连接到单片机模块的GPIO接口，1、2引脚为红外发送二极管的正负极；3脚通过电阻R28和R24分压后连接到单片机的AD采样接口，3、4脚为红外接收二极管的正负极。

进一步，所述红外入侵测量模块包括有Risym HC-SR501芯片，1引脚与5V电源连接，1引脚通过电源C11接入GND；2引脚通过R37与3.3V电源连接，2引脚为输出口K71与单片机模块的GPIO端口K17连接，3引脚接入GND。

进一步，所述水浸检测模块包括有NE555芯片，NE555芯片引脚4和引脚8与SS8550三极管的集电极连接，SS8550的三极管的基极与R26连接，SS8550三极管的发射极通过电脑R29与5V电源连接，通过电阻R30与3.3V电源连接；NE555芯片引脚7通过电阻R32与SS8559三极管的集电极连接，引脚7通过电阻R33与引脚2和引脚6连接，引脚6和引脚2与芯片P7的端口1连接，芯片P7的端口2通过电容C14与引脚6和引脚2连接；NE555芯片引脚3与二极管TP13连接，引脚3作为输出端口K81与单片机模块的GPIO端口K18连接；NE555芯片的引脚5通过电容C12与P7端口连接；NE555芯片引脚1分别与GND和P7的端口2连接。