一种低功耗传感器采集融合终端的制作方法

本发明涉及一种传感器采集终端，具体涉及一种低功耗传感器采集融合终端。

背景技术：

传感器数据采集是指从传感器模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析处理。现有采集终端局限于模拟信号采集或485数字信号等，无法同时采集模拟信号及485数字信号，因此在传感器数据采集时，需要使用不同的采集终端，增加了采集的成本；传统采集终端都采用有线信号进行数据传输，增加了布线的成本，在无法布线处不便于使用。

技术实现要素：

为了克服现有传感器采集终端的信号采集局限及有线传输不便的缺陷，本发明提供了一种将模拟信号与数字信号融合、传感器信息采集与无线传输于一体的低功耗传感器采集融合终端。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种低功耗传感器采集融合终端，包括微处理器u100，所述微处理器u100的1脚接电源电压电路，微处理器u100的3脚、4脚接时钟电路，微处理器u100的5脚、6脚接晶振电路，微处理器u100的7脚接异步复位电路，微处理器u100的10脚、11脚、12脚、13脚接电压检测电路，微处理器u100的14脚、15脚、16脚、17脚、18脚接电流检测电路，微处理器u100的19脚接电源信号检测电路，微处理器u100的21脚、22脚同时接无线传输电路、485电路及连接器p101电路，微处理器u100的30脚、31脚接nb-iot窄带物联网数据传输电路，微处理器u100的32脚、33脚接开关量传感器采集电路，微处理器u100的34脚、37脚、38脚、39脚接jtag电路p100，微处理器u100的41脚接电源管理电路，微处理器u100的42脚、43脚与存储器电路连接，微处理器u100的25脚、26脚、27脚、28脚、45脚、46脚接开关s100电路。

进一步地，所述电压检测电路包括运算放大器u400及u401，所述运算放大器u400及u401上分别接有两组相同电路，其中一组电路如下：所述运算放大器u400的1脚分别接电阻r403一端及电阻r405一端，电阻r407另一端分别电容c400一端及微处理器u100的10脚，电容c400另一端接地，运算放大器u400的2脚分别接电阻r405另一端、电阻r403一端，电阻r403另一端连接在电阻r401一端及电阻r400一端之间，电阻r401另一端接电压vcc5.0端，电阻r400的另一端与连接器j400的2脚连接，运算放大器u400的3脚分别接电阻r404一端、电阻r406一端、电阻r406一端，电阻r404另一端接二极管d401负极，电阻r406另一端分别接二极管d401正极、电容c405一端及c402一端，电容c405另一端及电容c402一端接电压vcc5.0端。

进一步地，所述电流检测电路包括五路电流信号检测电路，其中一路电流信号检测电路包括电阻r500、r501、r502、电容c500、c501、二极管d500，所述电阻r500一端接电压vcc5.0端，电阻r500另一端分别接二极管d500负极、连接器j500的1脚，二极管d500正极接地，电阻r501一端分别接微处理器u1的14脚及连接器j500的2脚。

进一步地，所述nb-iot窄带物联网数据传输电路包括物联网智慧模块有人dtu模块u300，所述括物联网智慧模块有人dtu模块u300的6脚、7脚与微处理器u100的30脚、31脚一一对应连接。

进一步地，所述存储器电路包括存储器u101，所述存储器u101的1脚分别接电容c115一端及接地，存储器u101的2脚、3脚及4脚接地，电容c115另一端接vcc_3.3端,存储器u101的5脚分别接电阻r107一端、微处理器u100的30脚，电阻r107另一端接vcc_3.3端，存储器u101的6脚分别接电阻r108一端、微处理器u100的31脚，电阻r108另一端接vcc_3.3端，存储器u101的8脚接vcc_3.3端。

进一步地，所述无线传输电路包括usb转串口芯片u301，所述usb转串口芯片u301的1脚及4脚之间连接有插槽p300，usb转串口芯片u301的2脚、3脚与微处理器的21脚、22脚一一对应连接。

进一步地，所述开关传感器采集电路包括插座j201，所述插座j201的2脚分别接微处理器u100的31脚、电阻r205一端，电阻r205另一端分别接电容c209一端、电容c208一端及vcc_5.0端，电容c209另一端、电容c208另一端接地；插座j201的3脚分别接微处理器u100的32脚、电阻r206一端，电阻r206另一端分别接电容c211一端、电容c210一端及vcc_5.0端，电容c211另一端、电容c210另一端接地。

进一步地，所述电源管理电路包括mos场效应管u202，所述mos场效应管u202的1脚、2脚、3脚连接后分别连接vcc_5.0端及电阻r202一端，电阻r202另一端接三极管q200集电极，三极管q200的基极连接在电阻r200一端及电阻r201一端之间，三极管q200的发射极分别接电阻r201另一端及接地，电阻r200另一端接微处理器u100的41脚，mos场效应管u202的5、6、7、8脚连接后分别接电容c212一端、c213一端及vcc_5.0端，电容c212另一端、c213另一端接地。

本发明采用低功耗的电源转换芯片，适用宽范围的电压输入，输出稳定5v系统供电，5v系统供电又进一步稳压提供cpu供电，同时cpu控制电源管理芯片管理系统的整体功耗，以形成电源的定时管理，实现各传感器的功耗控制与管理；系统cpu附带12位高精度ad采集模块，同时监控10路ad数据输入分别为：4路电压信号监测，5路电流信号监测，1路电源信号监测，多路并用式485数字信号监测等；整体采集部分电源功耗由电源管理系统统一分配，实现低功耗、多信号类型采集、定时采集等功能；系统cpu联动实时时钟，实现时间的精准控制，进一步解决待机阶段的时间精确控制问题和待机阶段的功耗控制问题；数据存储系统将有效的原始数据进行静态存储，实现了系统的一键标定，断电自动保护现场等功能；系统采用nb-iot窄带物联网数据传输系统，适用物联网的主流信号传输系统，低功耗特性是物联网应用一项重要指标，特别适用于于一些不能经常更换电池的设备和场合；采用高性能数据计算处理单元，物联网标准化芯片，基于armcortex-m3内核的微处理器，其具有高性能、低成本、低功耗等优点，在工业、医疗、智能化家用设备领域应用广泛。本发明了解决了信号采集的局限性、采集与传输不匹配的问题及降低整体系统功耗的问题。

附图说明

现在结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为微处理器u100的电路原理图；

图2为滤波去耦电容电路原理图；

图3为电源电压电路原理图；

图4为开关sw电路原理图；

图5为3.3v电源指示灯电路原理图；

图6为avcc电路原理图；

图7为5v电源电路原理图；

图8为3.3v电源电路原理图；

图9为5v电源灯电路原理图；

图10为电源管理电路原理图；

图11为开关量传感器采集电路原理图；

图12为电源信号检测电路原理图；

图13为电压检测电路原理图；

图14为电流检测电路原理图；

图15为nb-iot窄带物联网数据传输电路原理图；

图16为usb转串口芯片电路原理图；

图17为存储器电路原理图；

图18为jtag电路原理图；

图19为连接器p101电路原理图；

图20为485电路原理图。

具体实施方式

如图1至20所示，本实施例的低功耗传感器采集融合终端，包括微处理器u100(stm32f103cst6)，所述微处理器u100(stm32f103cst6)的1脚接电源电压电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的3脚、4脚接时钟电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的5脚、6脚接晶振电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的7脚接异步复位电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的10脚、11脚、12脚、13脚接电压检测电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的14脚、15脚、16脚、17脚、18脚接电流检测电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的19脚接电源信号检测电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的21脚、22脚同时接无线传输电路、485电路及连接器p101电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的30脚、31脚接nb-iot窄带物联网数据传输电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的32脚、33脚接开关量传感器采集电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的34脚、37脚、38脚、39脚接jtag电路p100，微处理器u100(stm32f103cst6)的41脚接电源管理电路，微处理器u100(stm32f103cst6)的42脚、43脚与存储器电路连接，微处理器u100(stm32f103cst6)的25脚、26脚、27脚、28脚、45脚、46脚接开关s100电路。

进一步地，所述电压检测电路包括运算放大器u400(lm358)及u401(lm358)，所述运算放大器u400(lm358)及u401(lm358)上分别接有两组相同电路，其中一组电路如下：所述运算放大器u400(lm358)的1脚分别接电阻r403一端及电阻r405一端，电阻r407另一端分别电容c400一端及微处理器u100(stm32f103cst6)的10脚，电容c400另一端接地，运算放大器u400(lm358)的2脚分别接电阻r405另一端、电阻r403一端，电阻r403另一端连接在电阻r401一端及电阻r400一端之间，电阻r401另一端接电压vcc5.0端，电阻r400的另一端与连接器j400的2脚连接，运算放大器u400(lm358)的3脚分别接电阻r404一端、电阻r406一端、电阻r406一端，电阻r404另一端接二极管d401负极，电阻r406另一端分别接二极管d401正极、电容c405一端及c402一端，电容c405另一端及电容c402一端接电压vcc5.0端。

进一步地，所述电流检测电路包括五路电流信号检测电路，其中一路电流信号检测电路包括电阻r500、r501、r502、电容c500、c501、二极管d500，所述电阻r500一端接电压vcc5.0端，电阻r500另一端分别接二极管d500负极、连接器j500的1脚，二极管d500正极接地，电阻r501一端分别接微处理器u1的14脚及连接器j500的2脚。

进一步地，所述nb-iot窄带物联网数据传输电路包括物联网智慧模块有人dtu模块u300(usr-nb75)，所述括物联网智慧模块有人dtu模块u300(usr-nb75)的6脚、7脚与微处理器u100(stm32f103cst6)的30脚、31脚一一对应连接。

进一步地，所述存储器电路包括存储器u101(24c02)，所述存储器u101(24c02)的1脚分别接电容c115一端及接地，存储器u101(24c02)的2脚、3脚及4脚接地，电容c115另一端接vcc_3.3端,存储器u101(24c02)的5脚分别接电阻r107一端、微处理器u100(stm32f103cst6)的30脚，电阻r107另一端接vcc_3.3端，存储器u101(24c02)的6脚分别接电阻r108一端、微处理器u100(stm32f103cst6)的31脚，电阻r108另一端接vcc_3.3端，存储器u101(24c02)的8脚接vcc_3.3端。

进一步地，所述无线传输电路包括usb转串口芯片u301(ch340c)，所述usb转串口芯片u301(ch340c)的1脚及4脚之间连接有插槽p300，usb转串口芯片u301(ch340c)的2脚、3脚与微处理器的21脚、22脚一一对应连接。

进一步地，所述开关传感器采集电路包括插座j201，所述插座j201的2脚分别接微处理器u100(stm32f103cst6)的31脚、电阻r205一端，电阻r205另一端分别接电容c209一端、电容c208一端及vcc_5.0端，电容c209另一端、电容c208另一端接地；插座j201的3脚分别接微处理器u100(stm32f103cst6)的32脚、电阻r206一端，电阻r206另一端分别接电容c211一端、电容c210一端及vcc_5.0端，电容c211另一端、电容c210另一端接地。

进一步地，所述电源管理电路包括mos场效应管u202(ao4409)，所述mos场效应管u202(ao4409)的1脚、2脚、3脚连接后分别连接vcc_5.0端及电阻r202一端，电阻r202另一端接三极管q200集电极，三极管q200的基极连接在电阻r200一端及电阻r201一端之间，三极管q200的发射极分别接电阻r201另一端及接地，电阻r200另一端接微处理器u100(stm32f103cst6)的41脚，mos场效应管u202(ao4409)的5、6、7、8脚连接后分别接电容c212一端、c213一端及vcc_5.0端，电容c212另一端、c213另一端接地。