一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的制作方法

1.本发明涉及物联网信息采集领域，具体涉及一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备。


背景技术：

2.对于冷链物流运输，需要全程进行实时定位与温湿度监控，以确保货物品质。现有的无线温湿度采集设备存在的主要问题有：设备安装麻烦、拆卸不便、不利于设备循环利用，无法实时监测环境温湿度，无法实时对温湿度异常情况进行预警和报警，无盲点数据补传、网络或服务器故障时无法保存数据，无法实现设备远程管理、并且设备升级困难。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备，以解决现有技术存在的设备安装麻烦、拆卸不便、不利于设备循环利用、无法实时监测环境温湿度、无法实时对温湿度异常情况进行预警和报警、无盲点数据补传、网络或服务器故障时无法保存数据、无法实现设备远程管理、并且设备升级困难的问题。
4.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备，用于冷链物流运输的实时定位与温湿度监控，包括：
5.lbs定位模块、温湿度传感器模块、gsm通讯模块以及微控制器模块，所述lbs定位模块用于将通过三基站定位方式获得的信号转换为位置信息传送至所述微控制器模块，所述温湿度传感器模块用于将实时采集的温湿度数据传送至所述微控制器模块，所述gsm通讯模块用于将所述微控制器模块处理分析后的所述位置信息和所述温湿度数据上传至物联网信息化管理平台；
6.环境光传感器模块，所述环境光传感器模块将感知的光亮信号传送至所述微控制器模块，所述微控制器模块根据所述环境光传感器传送的所述光亮信号调节显示屏亮度；
7.运动传感器模块，所述运动传感器模块通过将准确的方位、水平、位置、速度和加速度信号提供给所述微控制器模块，以使所述微控制器模块能够依据所述运动传感器模块传送的运动信号进行调节，以使所述微控制器模块处理分析后的所述位置信息和所述温湿度数据传送至所述gsm通讯模块以及从所述gsm通讯模块发送至物联网信息化管理平台避免受到所述便携式温度监控设备的运动干扰；
8.锂电池供电模块、电压调整模块、低功耗管理模块，所述锂电池供电模块用于锂电池的充放电管理，所述电压调整模块用于将所述锂电池供电模块输出的电压调整为稳定的工作电压然后通过所述低功耗管理模块为所述微控制器模块和所述gsm通讯模块提供工作电源，所述低功耗管理模块用于实现所述微控制器模块和所述gsm通讯模块低功耗以延长锂电池续航时间；
9.存储单元，所述存储单元用于存储所述微控制器模块的处理数据；
10.jlink下载接口，所述jlink下载接口用于所述微控制器模块的控制程序下载及更新；
11.晶振单元，所述晶振单元用于产生所述微控制器模块执行指令所必须的时钟频率信号；
12.上电复位单元，所述上电复位单元用于为所述微控制器模块提供复位功能；
13.指示灯单元，所述指示灯单元用于显示所述微控制器模块的工作状态是否正常；
14.电池电压检测单元，所述电池电压检测单元用于检测锂电池电压是否在正常范围内，如果锂电池电压低于正常范围，所述微控制器模块发出充电指定给所述锂电池供电模块，如果锂电池电压高于正常范围，所述微控制器模块发出停止充电指定给所述锂电池供电模块；
15.所述微控制器模块分别与所述lbs定位模块、所述温湿度传感器模块、所述环境光传感器模块、所述运动传感器模块、所述gsm通讯模块、所述指示灯单元、所述上电复位单元、所述晶振单元、所述jlink下载接口、所述存储单元、所述电池电压检测单元、所述锂电池供电模块以及所述低功耗管理模块电性相连，所述低功耗管理模块还与所述gsm通讯模块电性相连，所述锂电池供电模块还分别与所述电压调整模块和所述低功耗管理模块电性相连，所述电压调整模块还与所述低功耗管理模块电性相连。
16.所述便携式温度监控设备的工作原理为：
17.所述便携式温度监控设备由操作人员以手持方式，跟随操作人员运动路线，实时监测冷链车、冷藏柜、阴凉柜、冷库、冷柜等配送或仓储环境的温湿度数据，所述便携式温度监控设备上电开始工作后，所述lbs定位模块将实时获得的所述位置信息发送至所述微控制器模块，所述温湿度传感器模块将实时采集的所述温湿度数据传送至所述微控制器模块，所述微控制器模块对所述位置信息以及所述温湿度数据进行处理分析后，传送至所述gsm通讯模块，所述gsm通讯模块将接收到的所述微控制器模块传送的数据：所述位置信息以及所述温湿度数据发送至物联网信息化管理平台，这样，所述便携式温度监控设备实时将采集的定位信息与温湿度数据上传至物联网信息化管理平台，以供物联网信息化管理平台调用及分析。
18.具体地，所述lbs定位模块为sim卡，通过所述sim卡发送的移动信号采用基站网络定位技术实现定位。
19.具体地，所述gsm通讯模块是将gsm射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块电路板上，具有独立的操作系统、gsm射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块；优选地，所述gsm通讯模块的型号为tc35i或benq m22。
20.进一步地，所述微控制器模块包括：mcu控制器u2，电感器l1，电容c14和c15，电阻r14；所述mcu控制器u2的型号为stm32l151，所述电感器l1为带磁芯或铁芯的电感器；所述mcu控制器u2的引脚8依次连接所述电容c15的一端和所述电容c14的一端后接地，所述电容c14的另一端和所述电容c15的另一端相连后接所述mcu控制器u2的引脚9，所述mcu控制器u2的引脚9还连接所述电感器l1的一端，所述电感器l1的另一端连接电源电压3.3v，所述mcu控制器u2的引脚20连接所述电阻r14的一端，所述电阻r14的另一端接地，所述mcu控制器u2的引脚23、引脚35以及引脚47分别接地，所述mcu控制器u2的引脚1、引脚24以及引脚36分别连接电源电压3.3v；
21.所述mcu控制器u2的引脚30和引脚31为异步串行通信口，用于连接所述gsm通讯模块，其中，所述mcu控制器u2的引脚30为数据发送端tx1_mcu，所述mcu控制器u2的引脚31为数据接收端rx1_mcu；
22.所述mcu控制器u2的引脚42和引脚43为i2c总线，用于连接所述温湿度传感器模块、所述环境光传感器模块以及所述运动传感器模块，其中，所述mcu控制器u2的引脚42为控制线scl_st32用于向所述温湿度传感器模块、所述环境光传感器模块以及所述运动传感器模块输出控制信号，所述mcu控制器u2的引脚43为数据线sda_st32用于接收所述温湿度传感器模块、所述环境光传感器模块以及所述运动传感器模块传送的所述温湿度数据、所述光亮信号以及所述运动信号；
23.所述mcu控制器u2的引脚28用于调节所述环境光传感器模块传送的所述光信号的强度，所述mcu控制器u2的引脚28为光信号调节端int_guang；
24.所述mcu控制器u2的引脚27和引脚26用于调节所述运动传感器传送的所述运动信号的强度，其中，所述mcu控制器u2的引脚27为运动信号调节端int_bmi1，所述mcu控制器u2的引脚26为运动信号调节端int_bmi2；
25.所述mcu控制器u2的引脚3和引脚4用于连接所述晶振单元，其中，所述mcu控制器u2的引脚3为晶振信号输入端osc_in32，所述mcu控制器u2的引脚4为晶振信号输入端osc_out32；
26.所述mcu控制器u2的引脚34和引脚37用于连接所述jlink下载接口，其中，所述mcu控制器u2的引脚34为硬件调试接口debug_swdio，所述mcu控制器u2的引脚37为硬件调试接口debug_swclk；
27.所述mcu控制器u2的引脚29和引脚32用于连接所述指示灯单元，其中，所述mcu控制器u2的引脚29为红灯信号端led_red，所述mcu控制器u2的引脚32为蓝灯信号端led_blue；
28.所述mcu控制器u2的引脚14、引脚15、引脚16以及引脚17用于连接所述存储单元，其中，所述mcu控制器u2的引脚14为片选信号端flash_nss，所述mcu控制器u2的引脚15为时钟信号端flash_clk，所述mcu控制器u2的引脚16为数据输出端flash_dout，所述mcu控制器u2的引脚17为数据输入端flash_din；
29.所述mcu控制器u2的引脚7用于连接所述上电复位单元，所述mcu控制器u2的引脚7为复位端mcu_rst；
30.所述mcu控制器u2的引脚25用于连接所述锂电池供电模块，其中，所述mcu控制器u2的引脚25为充电控制端bat_chg；
31.所述mcu控制器u2的引脚10和引脚10用于连接所述电池电压检测单元，所述mcu控制器u2的引脚11还连接所述低功耗管理模块，所述mcu控制器u2的引脚10为电池电压采样使能端adc_en，所述mcu控制器u2的引脚11为电池电压采样输入端adc_bat；
32.所述mcu控制器u2与所述lbs定位模块通过所述mcu控制器u2设有的串口连接以交换数据。
33.进一步地，所述温湿度传感器模块包括：温湿度传感器u4，电阻r3和r4；所述温湿度传感器u4的型号为sht30；所述温湿度传感器u4的引脚1连接所述电阻r3的一端，所述电阻r3的另一端连接所述数据线sda_st32，所述温湿度传感器u4的引脚4连接所述电阻r4的
一端，所述电阻r4的另一端连接所述控制线scl_st32，所述温湿度传感器u4的引脚5连接电源电压3.3v，所述温湿度传感器u4的引脚7和引脚8相连后接地。
34.进一步地，所述环境光传感器模块包括：环境光传感器u51，电容c4和c5；所述环境光传感器u51的型号为max44009，所述环境光传感器u51的引脚1依次连接所述电容c5的一端、所述电容c4的一端后接电源电压3.3v，所述电容c4的另一端和所述电容c5的另一端相连后接地，所述环境光传感器u51的引脚2和引脚3分别连接端子gnd，所述环境光传感器u51的引脚4连接所述光信号调节端int_guang，所述环境光传感器u51的引脚5连接所述控制线scl_st32，所述环境光传感器u51的引脚6连接数据线sda_st32。
35.进一步地，所述运动传感器模块包括：运动传感器u7，电容c6、c7、c8，电阻r10和r11；所述运动传感器u7的型号为bmi160，是6轴惯性运动传感器,采用mems传感器封装，将最顶尖的16位3轴加速度计和超低功耗3轴陀螺仪集成于单一封装；所述运动传感器u7的引脚1连接端子gnd，所述运动传感器u7的引脚4连接所述运动信号调节端int_bmi1，所述运动传感器u7的引脚9连接所述运动信号调节端int_bmi2，所述运动传感器u7的引脚5分别连接所述电容c8的一端和电源电压3.3v，所述运动传感器u7的引脚6分别连接所述电容c8的另一端和端子gnd，所述运动传感器u7的引脚7连接端子gnd，所述运动传感器u7的引脚8依次连接所述电容c7的一端和所述电容c6的一端后连接电源电压3.3v，所述电容c6的另一端和所述电容c7的另一端相连后接地，所述运动传感器u7的引脚12连接电源电压3.3v，所述运动传感器u7的引脚13分别连接所述电容r10的一端和所述控制线scl_st32，所述运动传感器u7的引脚14分别连接所述电容r11的一端和所述数据线sda_st32，所述电阻r11的另一端与所述电阻r10的另一端相连后接电源电压3.3v。
36.进一步地，所述锂电池供电模块包括：锂电池充电管理芯片u18，锂电池接口x3，外部电源接口x4，测试点tp1、tp2、tp3，肖特基二极管tv6、tv7，电容c49、c50、c51、c52、c53、c54、c65、c66、c68、c69，电感器l5，电阻r15、r19、r20、r25、r26、r27、r28、r29、r30、r31、r32、r93、r94；所述锂电池充电管理芯片u18的型号为bq25895，是一款适用于锂离子电池和锂聚合物电池的高度集成型5a开关模式电池充电管理和系统电源路径管理器件；所述外部电源接口x4为micro
‑
usb；
37.所述锂电池充电管理芯片u18的引脚1依次连接所述电容c68的一端、所述电容c69的一端、所述测试点tp1以及所述外部电源接口x1的引脚1，所述电容c68的另一端和所述电容c69的另一端相连后接模拟地，所述外部电源接口x1的引脚2连接所述肖特基二极管tv7的负极，所述外部电源接口x1的引脚3连接所述肖特基二极管tv6的负极，所述肖特基二极管tv6的正极与所述肖特基二极管tv7的正极相连后接地，所述外部电源接口x1的引脚5接模拟地，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚2连接所述电阻r15的一端，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚3连接所述电阻r15的另一端，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚4分别连接所述电阻r29的一端和所述充电控制端bat_chg，述锂电池充电管理芯片u18的引脚5分别连接所述电阻r28的一端和所述电阻r25的一端，所述电阻r25的另一端连接m26串口控制线，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚6分别连接所述电阻r27的一端和所述电阻r19的一端，所述电阻r19的另一端连接m26串口数据线，所述电阻r29的另一端、所述电阻r28的另一端以及所述电阻r27的另一端相连后接2.8v，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚8分别连接所述电阻r30的一端和端子otg，所述电阻r30的另一端接地，所述锂电池充电管理芯片
u18的引脚9连接所述电阻r31的一端，所述电阻r31的另一端接地，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚10连接所述电阻r32的一端，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚11分别连接所述电阻r26的一端和所述电阻r20的一端，所述电阻r26的另一端和所述电阻r32的另一端相连后接地，所述电阻r20的另一端连接所述锂电池充电管理芯片u18的引脚22，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚13和引脚14相连后分别连接所述电容c53的一端和所述电容c54的一端，所述电容c53的另一端和所述电容c54的另一端相连后接模拟地，所述电容c54的一端还分别连接所述测试点tp3和所述锂电池接口x3的引脚2，锂电池接口x3的引脚1接模拟地，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚15和引脚16相连后分别连接所述电感器l5的一端和所述电容c65的一端，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚17和引脚18相连后接模拟地，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚19和引脚20相连后分别连接所述电感器l5的另一端和所述电容c51的一端，所述电感器l5的另一端还与所述电容c51的一端相连，所述电容c65的一端还连接所述电容c66的一端，所述电容c65的另一端和所述电容c66的另一端相连后接地，所述电容c66的一端还分别连接所述测试点tp2和所述电压调整模块，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚21连接所述电阻r94的一端，所述电阻r94的另一端连接所述电容c51的另一端，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚21还连接所述电容c50的一端，所述电容c50的另一端接地，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚23分别连接所述电容c52的一端和所述电容c49的一端，所述电容c52的另一端和所述电容c49的另一端相连后接模拟地，所述锂电池充电管理芯片u18的引脚24连接所述电阻r93的一端，所述电阻r93的另一端连接所述低功耗管理模块。
38.进一步地，所述电压调整模块包括：电压调整芯片u5，电容c15和c16，测试点tp4；所述电压调整芯片u5的型号为xc6206p302m；所述电压调整芯片u5的引脚3分别连接所述电容c15的一端和所述锂电池供电模块，所述电容c15的另一端与所述电压调整芯片u5的引脚1相连后接地，所述电压调整芯片u5的引脚2依次连接所述电容c16的一端和所述测试点tp4后连接所述低功耗管理模块，所述电容c16的另一端连接与所述电压调整芯片u5的引脚1相连后接地。
39.进一步地，所述低功耗管理模块包括：混合信号微控制器芯片u6，下载程序接口j2，晶振y1，肖特基二极管tv2和tv3，电容c17、c18、c19和c20，电阻r6、r16、r17、r18、r23、r24；所述混合信号微控制器芯片u6的型号为msp430fr2433irge，将独特的嵌入式fram和全面的超低功耗系统架构相结合，从而使系统设计人员能够在降低能耗的同时提升性能；所述下载程序接口j2用于外接调试设备以下载及更新所述混合信号微控制器芯片u6的控制程序；
40.所述混合信号微控制器芯片u6的引脚1分别连接所述电阻r16的一端和所述电阻r18的一端，所述电阻r16的另一端依次连接所述电容c18的一端和所述电容c17的一端后连接所述混合信号微控制器芯片u6的引脚24，所述混合信号微控制器芯片u6的引脚2连接所述电阻r17的一端，所述电阻r17的另一端分别连接所述肖特基二极管tv2的负极和所述下载程序接口j2的引脚1，所述电阻r18的另一端分别连接所述肖特基二极管tv3的负极和所述下载程序接口j2的引脚2，所述肖特基二极管tv2的正极与所述肖特基二极管tv3的正极相连后接地，所述下载程序接口j2的引脚3接地，所述混合信号微控制器芯片u6的引脚3连接所述电阻r24的一端，所述电阻r24的另一端分别连接所述电阻r22的一端和m26串口数据
接收端，所述电阻r22的另一端接地，所述混合信号微控制器芯片u6的引脚4连接所述电阻r23的一端，所述电阻r23的另一端连接m26串口数据发送端，所述混合信号微控制器芯片u6的引脚7连接所述电阻r6的一端，所述电阻r6的另一端连接所述电池电压采样输入端adc_bat，所述混合信号微控制器芯片u6的引脚21分别连接所述晶振y1的一端和所述电容c20的一端，所述混合信号微控制器芯片u6的引脚22分别连接所述晶振y1的另一端和所述电容c19的一端，所述电容c19的另一端与所述电容c20的另一端相连后接地，所述混合信号微控制器芯片u6的引脚23依次连接所述电容c17的另一端和所述电容c18的另一端后接地。
41.进一步地，所述存储单元包括存储芯片u1、电容c1以及电阻r18；所述存储芯片u1的型号为w25q64fvssig，是8m字节flash芯片；所述存储芯片u1的引脚6连接所述时钟信号端flash_clk，所述存储芯片u1的引脚5连接所述数据输入端flash_din，所述存储芯片u1的引脚2连接所述数据输出端flash_dout，所述存储芯片u1的引脚1连接所述片选信号端flash_nss，所述存储芯片u1的引脚4接地，所述存储芯片u1的引脚7和引脚3相连后接所述电阻r18的一端，所述存储芯片u1的引脚8分别连接所述电阻r18的另一端和所述电容c1的一端，所述电容c1的另一端接地，所述存储芯片u1的引脚8还接电源电压3.3v。
42.进一步地，所述上电复位单元包括复位接口j3、电阻r12以及电容c13，所述复位接口j3用于接入复位按钮，所述复位接口j3的引脚2接地，所述复位接口j3的引脚1分别连接所述电阻r12的一端和所述电容c13的一端，所述电容c13的一端还连接所述复位端mcu_rst，所述电容c13的另一端接地，所述电阻r12的另一端接电源电压3.3v；
43.所述jlink下载接口包括下载程序接口j1，所述下载程序接口j1用于外接调试设备以下载及更新所述mcu控制器u2的控制程序，所述下载程序接口j1的引脚4接地，所述下载程序接口j1的引脚3连接所述硬件调试接口debug_swclk，所述下载程序接口j1的引脚2连接所述硬件调试接口debug_swdio，所述下载程序接口j1的引脚1连接电源电压3.3v；
44.所述晶振单元包括：晶振y2，电容c10和c12；所述晶振y2的一端连接所述电容c10的一端和所述晶振信号输入端osc_in32，所述晶振y2的另一端连接所述电容c12的一端和所述晶振信号输入端osc_out32；
45.所述指示灯单元包括：发光二极管hl1和hl2，电阻r9和r13；所述发光二极管hl1发蓝色光，所述发光二极管hl2发红色光，所述发光二极管hl1的正极连接所述蓝灯信号端led_blue，所述发光二极管hl1的负极连接所述电阻r13的一端，所述电阻r13的另一端连接端子gnd，所述发光二极管hl2的正极连接所述红灯信号端led_red，所述发光二极管hl2的负极连接所述电阻r9的一端，所述电阻r9的另一端连接端子gnd；
46.所述电池电压检测单元包括电阻r6和r7，所述电阻r6的一端连接电池电压vbat，所述电阻r6的另一端分别连接所述电池电压采样输入端adc_bat和所述电阻r7的一端，所述电阻r7的另一端连接所述电池电压采样使能端adc_en。
47.本发明的有益之处在于，本发明提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备，用于冷链物流运输的实时定位与温湿度监控，主要包括：lbs定位模块、温湿度传感器模块、gsm通讯模块、微控制器模块、环境光传感器模块、运动传感器模块、存储单元、jlink下载接口，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
48.(1)采用便携式设计，实现了设备免安装，节省人工费用，且实现设备循环利用；解决了现有技术存在的设备安装麻烦、拆卸不便、不利于设备循环利用的问题；
49.(2)通过lbs定位模块实时采集位置信息、温湿度传感器模块实时采集温湿度数据，设置运动传感器模块保证信号稳定传输，解决了现有技术无法实时监测环境温湿度的问题；
50.(3)通过微控制器模块对温湿度数据进行判断处理是否超过指定范围，并将判断结果通过gsm通讯模块传送给物联网信息化管理平台，解决了现有技术无法实时对温湿度异常情况进行预警和报警的问题；
51.(4)通过设置存储单元，解决了现有技术无盲点数据补传、网络或服务器故障时无法保存数据的问题；
52.(5)通过gsm通讯模块，解决了现有技术无法实现设备远程管理的问题；
53.(6)通过设置jlink下载接口，解决了现有技术设备升级困难的问题。
附图说明
54.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中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。
55.图1是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的系统组成框图。
56.图2是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的微控制器模块电路原理图。
57.图3是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的温湿度传感器模块电路原理图。
58.图4是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的环境光传感器模块电路原理图。
59.图5是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的运动传感器模块电路原理图。
60.图6是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的锂电池供电模块电路原理图。
61.图7是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的电压调整模块电路原理图。
62.图8是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的低功耗管理模块电路原理图。
63.图9是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的存储单元电路原理图。
64.图10是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的上电复位单元电路原理图。
65.图11是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的jlink下载接口电路原理图。
66.图12是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控
设备的晶振单元电路原理图。
67.图13是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的指示灯单元电路原理图。
68.图14是本发明实施例提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备的电池电压检测单元电路原理图。
69.上述图中的标记为1、微控制器模块；11、存储单元；12、jlink下载接口；13、晶振单元；14、上电复位单元；15、指示灯单元；16、电池电压检测单元；21、lbs定位模块；22、温湿度传感器模块；23、环境光传感器模块；24、运动传感器模块；31、锂电池供电模块；32、电压调整模块；33、低功耗管理模块；4、gsm通讯模块；01、物联网信息化管理平台。
具体实施方式
70.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
71.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
72.以下结合附图与具体实施例，对本发明的技术方案做详细的说明。
73.如图1至图14所示，为本发明提供的较佳实施例。
74.参照图1，本发明提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备，用于冷链物流运输的实时定位与温湿度监控，包括：
75.lbs定位模块21、温湿度传感器模块22、gsm通讯模块4以及微控制器模块1，lbs定位模块21用于将通过三基站定位方式获得的信号转换为位置信息传送至微控制器模块1，温湿度传感器模块22用于将实时采集的温湿度数据传送至微控制器模块1，gsm通讯模块4用于将微控制器模块1处理分析后的位置信息和温湿度数据上传至物联网信息化管理平台01；
76.环境光传感器模块23，环境光传感器模块23将感知的光亮信号传送至微控制器模块1，微控制器模块1根据环境光传感器传送的光亮信号调节显示屏亮度；
77.运动传感器模块24，运动传感器模块24通过将准确的方位、水平、位置、速度和加速度信号提供给微控制器模块1，以使微控制器模块1能够依据运动传感器模块24传送的运动信号进行调节，以使微控制器模块1处理分析后的位置信息和温湿度数据传送至gsm通讯模块4以及从gsm通讯模块4发送至物联网信息化管理平台01避免受到本设备的运动干扰；
78.锂电池供电模块31、电压调整模块32、低功耗管理模块33，锂电池供电模块31用于锂电池的充放电管理，电压调整模块32用于将锂电池供电模块31输出的电压调整为稳定的工作电压然后通过低功耗管理模块33为微控制器模块1和gsm通讯模块4提供工作电源，低功耗管理模块33用于实现微控制器模块1和gsm通讯模块4低功耗以延长锂电池续航时间；
79.存储单元11，存储单元11用于存储微控制器模块1的处理数据；
80.jlink下载接口12，jlink下载接口12用于微控制器模块1的控制程序下载及更新；
81.晶振单元13，晶振单元13用于产生微控制器模块1执行指令所必须的时钟频率信号；
82.上电复位单元14，上电复位单元14用于为微控制器模块1提供复位功能；
83.指示灯单元15，指示灯单元15用于显示微控制器模块1的工作状态是否正常；
84.电池电压检测单元16，电池电压检测单元16用于检测锂电池电压是否在正常范围内，如果锂电池电压低于正常范围，微控制器模块1发出充电指定给锂电池供电模块31，如果锂电池电压高于正常范围，微控制器模块1发出停止充电指定给锂电池供电模块31；
85.微控制器模块1分别与lbs定位模块21、温湿度传感器模块22、环境光传感器模块23、运动传感器模块24、gsm通讯模块4、指示灯单元15、上电复位单元14、晶振单元13、jlink下载接口12、存储单元11、电池电压检测单元16、锂电池供电模块31以及低功耗管理模块33电性相连，低功耗管理模块33还与gsm通讯模块4电性相连，锂电池供电模块31还分别与电压调整模块32和低功耗管理模块33电性相连，电压调整模块32还与低功耗管理模块33电性相连。
86.本设备的工作原理为：
87.本设备由操作人员以手持方式，跟随操作人员运动路线，实时监测冷链车、冷藏柜、阴凉柜、冷库、冷柜等配送或仓储环境的温湿度数据，本设备上电开始工作后，lbs定位模块21将实时获得的位置信息发送至微控制器模块1，温湿度传感器模块22将实时采集的温湿度数据传送至微控制器模块1，微控制器模块1对位置信息以及温湿度数据进行处理分析后，传送至gsm通讯模块4，gsm通讯模块4将接收到的微控制器模块1传送的数据：位置信息以及温湿度数据发送至物联网信息化管理平台01，这样，本设备实时将采集的定位信息与温湿度数据上传至物联网信息化管理平台01，以供物联网信息化管理平台01调用及分析。
88.具体地，lbs定位模块21为sim卡，通过sim卡发送的移动信号采用基站网络定位技术实现定位。优选地，基站网络定位技术为已有的、公开的、成熟的基于三角关系和运算的定位技术。
89.具体地，gsm通讯模块4是将gsm射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块电路板上，具有独立的操作系统、gsm射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块；优选地，gsm通讯模块4的型号为tc35i或benq m22。
90.上述技术方案提供的一种用于物联网信息化管理平台的便携式温度监控设备，用于冷链物流运输的实时定位与温湿度监控，主要包括：lbs定位模块21、温湿度传感器模块22、gsm通讯模块4、微控制器模块1、环境光传感器模块23、运动传感器模块24、存储单元11、jlink下载接口12，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
91.(1)采用便携式设计，实现了设备免安装，节省人工费用，且实现设备循环利用；解决了现有技术存在的设备安装麻烦、拆卸不便、不利于设备循环利用的问题；
92.(2)通过lbs定位模块21实时采集位置信息、温湿度传感器模块22实时采集温湿度数据，设置运动传感器模块24保证信号稳定传输，解决了现有技术无法实时监测环境温湿度的问题；
93.(3)通过微控制器模块1对温湿度数据进行判断处理是否超过指定范围，并将判断结果通过gsm通讯模块4传送给物联网信息化管理平台01，解决了现有技术无法实时对温湿度异常情况进行预警和报警的问题；
94.(4)通过设置存储单元11，解决了现有技术无盲点数据补传、网络或服务器故障时无法保存数据的问题；
95.(5)通过gsm通讯模块4，解决了现有技术无法实现设备远程管理的问题；
96.(6)通过设置jlink下载接口12，解决了现有技术设备升级困难的问题。
97.作为本发明的一种实施方式，参照图2，微控制器模块1包括：mcu控制器u2，电感器l1，电容c14和c15，电阻r14；mcu控制器u2的型号为stm32l151，电感器l1为带磁芯或铁芯的电感器；mcu控制器u2的引脚8依次连接电容c15的一端和电容c14的一端后接地，电容c14的另一端和电容c15的另一端相连后接mcu控制器u2的引脚9，mcu控制器u2的引脚9还连接电感器l1的一端，电感器l1的另一端连接电源电压3.3v，mcu控制器u2的引脚20连接电阻r14的一端，电阻r14的另一端接地，mcu控制器u2的引脚23、引脚35以及引脚47分别接地，mcu控制器u2的引脚1、引脚24以及引脚36分别连接电源电压3.3v；
98.mcu控制器u2的引脚30和引脚31为异步串行通信口，用于连接gsm通讯模块4，其中，mcu控制器u2的引脚30为数据发送端tx1_mcu，mcu控制器u2的引脚31为数据接收端rx1_mcu；
99.mcu控制器u2的引脚42和引脚43为i2c总线，用于连接温湿度传感器模块22、环境光传感器模块23以及运动传感器模块24，其中，mcu控制器u2的引脚42为控制线scl_st32用于向温湿度传感器模块22、环境光传感器模块23以及运动传感器模块24输出控制信号，mcu控制器u2的引脚43为数据线sda_st32用于接收温湿度传感器模块22、环境光传感器模块23以及运动传感器模块24传送的温湿度数据、光亮信号以及运动信号；
100.mcu控制器u2的引脚28用于调节环境光传感器模块23传送的光信号的强度，mcu控制器u2的引脚28为光信号调节端int_guang；
101.mcu控制器u2的引脚27和引脚26用于调节运动传感器传送的运动信号的强度，其中，mcu控制器u2的引脚27为运动信号调节端int_bmi1，mcu控制器u2的引脚26为运动信号调节端int_bmi2；
102.mcu控制器u2的引脚3和引脚4用于连接晶振单元13，其中，mcu控制器u2的引脚3为晶振信号输入端osc_in32，mcu控制器u2的引脚4为晶振信号输入端osc_out32；
103.mcu控制器u2的引脚34和引脚37用于连接jlink下载接口12，其中，mcu控制器u2的引脚34为硬件调试接口debug_swdio，mcu控制器u2的引脚37为硬件调试接口debug_swclk；
104.mcu控制器u2的引脚29和引脚32用于连接指示灯单元15，其中，mcu控制器u2的引脚29为红灯信号端led_red，mcu控制器u2的引脚32为蓝灯信号端led_blue；
105.mcu控制器u2的引脚14、引脚15、引脚16以及引脚17用于连接存储单元11，其中，mcu控制器u2的引脚14为片选信号端flash_nss，mcu控制器u2的引脚15为时钟信号端flash_clk，mcu控制器u2的引脚16为数据输出端flash_dout，mcu控制器u2的引脚17为数据输入端flash_din；
106.mcu控制器u2的引脚7用于连接上电复位单元14，mcu控制器u2的引脚7为复位端mcu_rst；
107.mcu控制器u2的引脚25用于连接锂电池供电模块31，其中，mcu控制器u2的引脚25为充电控制端bat_chg；
108.mcu控制器u2的引脚10和引脚10用于连接电池电压检测单元16，mcu控制器u2的引脚11还连接低功耗管理模块33，mcu控制器u2的引脚10为电池电压采样使能端adc_en，mcu控制器u2的引脚11为电池电压采样输入端adc_bat；
109.mcu控制器u2与lbs定位模块21通过mcu控制器u2设有的串口连接以交换数据。
110.作为本发明的一种实施方式，参照图3，温湿度传感器模块22包括：温湿度传感器u4，电阻r3和r4；温湿度传感器u4的型号为sht30；温湿度传感器u4的引脚1连接电阻r3的一端，电阻r3的另一端连接数据线sda_st32，温湿度传感器u4的引脚4连接电阻r4的一端，电阻r4的另一端连接控制线scl_st32，温湿度传感器u4的引脚5连接电源电压3.3v，温湿度传感器u4的引脚7和引脚8相连后接地。
111.作为本发明的一种实施方式，参照图4，环境光传感器模块23包括：环境光传感器u51，电容c4和c5；环境光传感器u51的型号为max44009，环境光传感器u51的引脚1依次连接电容c5的一端、电容c4的一端后接电源电压3.3v，电容c4的另一端和电容c5的另一端相连后接地，环境光传感器u51的引脚2和引脚3分别连接端子gnd，环境光传感器u51的引脚4连接光信号调节端int_guang，环境光传感器u51的引脚5连接控制线scl_st32，环境光传感器u51的引脚6连接数据线sda_st32。
112.作为本发明的一种实施方式，参照图5，运动传感器模块24包括：运动传感器u7，电容c6、c7、c8，电阻r10和r11；运动传感器u7的型号为bmi160，是6轴惯性运动传感器,采用mems传感器封装，将最顶尖的16位3轴加速度计和超低功耗3轴陀螺仪集成于单一封装；运动传感器u7的引脚1连接端子gnd，运动传感器u7的引脚4连接运动信号调节端int_bmi1，运动传感器u7的引脚9连接运动信号调节端int_bmi2，运动传感器u7的引脚5分别连接电容c8的一端和电源电压3.3v，运动传感器u7的引脚6分别连接电容c8的另一端和端子gnd，运动传感器u7的引脚7连接端子gnd，运动传感器u7的引脚8依次连接电容c7的一端和电容c6的一端后连接电源电压3.3v，电容c6的另一端和电容c7的另一端相连后接地，运动传感器u7的引脚12连接电源电压3.3v，运动传感器u7的引脚13分别连接电容r10的一端和控制线scl_st32，运动传感器u7的引脚14分别连接电容r11的一端和数据线sda_st32，电阻r11的另一端与电阻r10的另一端相连后接电源电压3.3v。
113.作为本发明的一种实施方式，参照图6，锂电池供电模块31包括：锂电池充电管理芯片u18，锂电池接口x3，外部电源接口x4，测试点tp1、tp2、tp3，肖特基二极管tv6、tv7，电容c49、c50、c51、c52、c53、c54、c65、c66、c68、c69，电感器l5，电阻r15、r19、r20、r25、r26、r27、r28、r29、r30、r31、r32、r93、r94；锂电池充电管理芯片u18的型号为bq25895，是一款适用于锂离子电池和锂聚合物电池的高度集成型5a开关模式电池充电管理和系统电源路径管理器件；外部电源接口x4为micro
‑
usb；
114.锂电池充电管理芯片u18的引脚1依次连接电容c68的一端、电容c69的一端、测试点tp1以及外部电源接口x1的引脚1，电容c68的另一端和电容c69的另一端相连后接模拟地，外部电源接口x1的引脚2连接肖特基二极管tv7的负极，外部电源接口x1的引脚3连接肖特基二极管tv6的负极，肖特基二极管tv6的正极与肖特基二极管tv7的正极相连后接地，外部电源接口x1的引脚5接模拟地，锂电池充电管理芯片u18的引脚2连接电阻r15的一端，锂
电池充电管理芯片u18的引脚3连接电阻r15的另一端，锂电池充电管理芯片u18的引脚4分别连接电阻r29的一端和充电控制端bat_chg，述锂电池充电管理芯片u18的引脚5分别连接电阻r28的一端和电阻r25的一端，电阻r25的另一端连接m26串口控制线，锂电池充电管理芯片u18的引脚6分别连接电阻r27的一端和电阻r19的一端，电阻r19的另一端连接m26串口数据线，电阻r29的另一端、电阻r28的另一端以及电阻r27的另一端相连后接2.8v，锂电池充电管理芯片u18的引脚8分别连接电阻r30的一端和端子otg，电阻r30的另一端接地，锂电池充电管理芯片u18的引脚9连接电阻r31的一端，电阻r31的另一端接地，锂电池充电管理芯片u18的引脚10连接电阻r32的一端，锂电池充电管理芯片u18的引脚11分别连接电阻r26的一端和电阻r20的一端，电阻r26的另一端和电阻r32的另一端相连后接地，电阻r20的另一端连接锂电池充电管理芯片u18的引脚22，锂电池充电管理芯片u18的引脚13和引脚14相连后分别连接电容c53的一端和电容c54的一端，电容c53的另一端和电容c54的另一端相连后接模拟地，电容c54的一端还分别连接测试点tp3和锂电池接口x3的引脚2，锂电池接口x3的引脚1接模拟地，锂电池充电管理芯片u18的引脚15和引脚16相连后分别连接电感器l5的一端和电容c65的一端，锂电池充电管理芯片u18的引脚17和引脚18相连后接模拟地，锂电池充电管理芯片u18的引脚19和引脚20相连后分别连接电感器l5的另一端和电容c51的一端，电感器l5的另一端还与电容c51的一端相连，电容c65的一端还连接电容c66的一端，电容c65的另一端和电容c66的另一端相连后接地，电容c66的一端还分别连接测试点tp2和电压调整模块3232，锂电池充电管理芯片u18的引脚21连接电阻r94的一端，电阻r94的另一端连接电容c51的另一端，锂电池充电管理芯片u18的引脚21还连接电容c50的一端，电容c50的另一端接地，锂电池充电管理芯片u18的引脚23分别连接电容c52的一端和电容c49的一端，电容c52的另一端和电容c49的另一端相连后接模拟地，锂电池充电管理芯片u18的引脚24连接电阻r93的一端，电阻r93的另一端连接低功耗管理模块3333。
115.作为本发明的一种实施方式，参照图7，电压调整模块32包括：电压调整芯片u5，电容c15和c16，测试点tp4；电压调整芯片u5的型号为xc6206p302m；电压调整芯片u5的引脚3分别连接电容c15的一端和锂电池供电模块3131，电容c15的另一端与电压调整芯片u5的引脚1相连后接地，电压调整芯片u5的引脚2依次连接电容c16的一端和测试点tp4后连接低功耗管理模块3333，电容c16的另一端连接与电压调整芯片u5的引脚1相连后接地。
116.作为本发明的一种实施方式，参照图8，低功耗管理模块33包括：混合信号微控制器芯片u6，下载程序接口j2，晶振y1，肖特基二极管tv2和tv3，电容c17、c18、c19和c20，电阻r6、r16、r17、r18、r23、r24；混合信号微控制器芯片u6的型号为msp430fr2433irge，将独特的嵌入式fram和全面的超低功耗系统架构相结合，从而使系统设计人员能够在降低能耗的同时提升性能；下载程序接口j2用于外接调试设备以下载及更新混合信号微控制器芯片u6的控制程序；
117.混合信号微控制器芯片u6的引脚1分别连接电阻r16的一端和电阻r18的一端，电阻r16的另一端依次连接电容c18的一端和电容c17的一端后连接混合信号微控制器芯片u6的引脚24，混合信号微控制器芯片u6的引脚2连接电阻r17的一端，电阻r17的另一端分别连接肖特基二极管tv2的负极和下载程序接口j2的引脚1，电阻r18的另一端分别连接肖特基二极管tv3的负极和下载程序接口j2的引脚2，肖特基二极管tv2的正极与肖特基二极管tv3的正极相连后接地，下载程序接口j2的引脚3接地，混合信号微控制器芯片u6的引脚3连接
电阻r24的一端，电阻r24的另一端分别连接电阻r22的一端和m26串口数据接收端，电阻r22的另一端接地，混合信号微控制器芯片u6的引脚4连接电阻r23的一端，电阻r23的另一端连接m26串口数据发送端，混合信号微控制器芯片u6的引脚7连接电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接电池电压采样输入端adc_bat，混合信号微控制器芯片u6的引脚21分别连接晶振y1的一端和电容c20的一端，混合信号微控制器芯片u6的引脚22分别连接晶振y1的另一端和电容c19的一端，电容c19的另一端与电容c20的另一端相连后接地，混合信号微控制器芯片u6的引脚23依次连接电容c17的另一端和电容c18的另一端后接地。
118.作为本发明的一种实施方式，参照图9，存储单元11包括存储芯片u1、电容c1以及电阻r18；存储芯片u1的型号为w25q64fvssig，是8m字节flash芯片；存储芯片u1的引脚6连接时钟信号端flash_clk，存储芯片u1的引脚5连接数据输入端flash_din，存储芯片u1的引脚2连接数据输出端flash_dout，存储芯片u1的引脚1连接片选信号端flash_nss，存储芯片u1的引脚4接地，存储芯片u1的引脚7和引脚3相连后接电阻r18的一端，存储芯片u1的引脚8分别连接电阻r18的另一端和电容c1的一端，电容c1的另一端接地，存储芯片u1的引脚8还接电源电压3.3v。
119.作为本发明的一种实施方式，参照图10，上电复位单元14包括复位接口j3、电阻r12以及电容c13，复位接口j3用于接入复位按钮，复位接口j3的引脚2接地，复位接口j3的引脚1分别连接电阻r12的一端和电容c13的一端，电容c13的一端还连接复位端mcu_rst，电容c13的另一端接地，电阻r12的另一端接电源电压3.3v。
120.作为本发明的一种实施方式，参照图11，jlink下载接口12包括下载程序接口j1，下载程序接口j1用于外接调试设备以下载及更新mcu控制器u2的控制程序，下载程序接口j1的引脚4接地，下载程序接口j1的引脚3连接硬件调试接口debug_swclk，下载程序接口j1的引脚2连接硬件调试接口debug_swdio，下载程序接口j1的引脚1连接电源电压3.3v。
121.作为本发明的一种实施方式，参照图12，晶振单元13包括：晶振y2，电容c10和c12；晶振y2的一端连接电容c10的一端和晶振信号输入端osc_in32，晶振y2的另一端连接电容c12的一端和晶振信号输入端osc_out32。
122.作为本发明的一种实施方式，参照图13，指示灯单元15包括：发光二极管hl1和hl2，电阻r9和r13；发光二极管hl1发蓝色光，发光二极管hl2发红色光，发光二极管hl1的正极连接蓝灯信号端led_blue，发光二极管hl1的负极连接电阻r13的一端，电阻r13的另一端连接端子gnd，发光二极管hl2的正极连接红灯信号端led_red，发光二极管hl2的负极连接电阻r9的一端，电阻r9的另一端连接端子gnd。
123.作为本发明的一种实施方式，参照图14，电池电压检测单元16包括电阻r6和r7，电阻r6的一端连接电池电压vbat，电阻r6的另一端分别连接电池电压采样输入端adc_bat和电阻r7的一端，电阻r7的另一端连接电池电压采样使能端adc_en。
124.在运输过程中，物联网信息化管理平台01对本设备的具体温湿度监控过程为：
125.步骤1：本设备安装成功后，通过lbs定位模块21获取本设备的安装位置，即本设备初始位置，然后通过gsm通讯模块4向物联网信息化管理平台01上报本设备的安装位置；
126.步骤2：通过lbs定位模块21实时采集本设备位置信息；
127.步骤3：通过温湿度传感器模块22实时采集本设备温湿度数据；
128.步骤4：微控制器模块1定时判断温湿度数据是否属于超温、低温，并将判断结果通
过gsm通讯模块4传送给物联网信息化管理平台01，由物联网信息化管理平台01进行报警处理；
129.步骤5：微控制器模块1通过lbs定位模块21实时采集的位置信息、温湿度传感器模块22实时采集的温湿度数据，并将采集的位置信息和温湿度数据实时上传至物联网信息化管理平台01。
130.以上对本发明的实施例进行了详细的说明，但本发明的创造并不限于本实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下，还可以做出许多同等变型或替换，这些同等变型或替换均包含在本技术的权利要求所限定的保护范围内。