基于窄带物联网的低功耗变送器
技术领域
本发明涉及变送器领域，尤其涉及一种基于窄带物联网的低功耗变送器。
背景技术
窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
目前，基于NB-IOT的变送器的功耗还较高，不利于推广利用，无法适应于不同的场合是使用需求，因此针对以上问题，迫切需要设计出一种基于窄带物联网的低功耗变送器，以满足实际使用的需要。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于窄带物联网的低功耗变送器。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案实现：
本发明提供一种基于窄带物联网的低功耗变送器，所述变送器包括：
单片机模块，所述单片机模块包括一定时器，以及一内置的模数转换IO口；
稳压电源模块，连接所述单片机模块，用于为单片机模块提供稳定的工作电压；
数据采集模块，连接所述单片机模块，用于采集压力传感器的数据；
数据采集供电模块，连接所述数据采集模块，用于为所述数据采集模块提供稳定的工作电压；
数据采集供电开关模块，连接所述数据采集供电模块，用于控制所述数据采集供电模块，并于所述数据采集模块采集数据后，切断所述数据采集模块的供电电源；
窄带物联网无线模块，连接所述单片机模块，用于接收所述传感器数据，并将所述传感器数据上传至一云端服务器；
状态指示模块，连接所述单片机和所述窄带物联网无线模块，用于指示所述窄带物联网无线模块的工作状态；
电源模块，分别连接所述稳压电源模块、数据采集模块、数据采集供电开关模块、所述窄带物联网无线模块和所述状态指示模块，所述电源模块包括一电源输出端；
电源电压检测模块，分别连接所述电源模块和所述单片机模块，用于检测电源电压，并将所述电源电压传输至所述单片机的所述模数转换IO口。
优选地，所述稳压电源模块包括：
一第二稳压芯片，所述第二稳压芯片的电压输入端和使能端分别连接所述电源输出端，所述第二稳压芯片的接地端口连接一接地端；
一第六电容，所述第六电容的一端连接所述第二稳压芯片的电压输出端，所述第六电容的另一端连接所述接地端；
一第七电容，所述第七电容的两端分别连接于所述第六电容的两端；
一第八电容，所述第八电容的一端连接所述第二稳压芯片的使能端，所述第八电容的另一端连接所述接地端。
优选地，所述单片机模块包括：
一第四芯片，所述第四芯片的异步复位端口通过一第十六电阻连接所述第二稳压芯片的电压输出端，所述第四芯片的接地端口和输入输出端的接地端口分别连接所述接地端，所述第四芯片的电源输入端口、模拟电源端口、参考电压端口、复位端口和输入输出端的电源端口分别连接所述第二稳压芯片的电压输出端；
一第十四电容，所述第十四电容的一端连接所述第四芯片的异步复位端口，所述第十四电容的另一端连接所述接地端；
一第十九电容，所述第十九电容的一端连接所述第二稳压芯片的电压输出端，所述第十九电容的另一端连接所述接地端；
一第二十电容，所述第二十电容的一端连接所述第二稳压芯片的电压输出端，所述第二十电容的另一端连接所述接地端；
一第十二电容，所述第十二电容的一端连接所述第四芯片的输入输出端的电源端口，所述第十二电容的另一端连接所述接地端；
一第十三电容，所述第十三电容的一端连接所述第四芯片的输入输出端的电源端口，所述第十三电容的另一端连接所述接地端；
一第七电阻，所述第七电阻的一端连接所述第四芯片的第六端口；
一第八电阻，所述第八电阻的一端连接所述第四芯片的第七端口；
一第二十三电容，所述第二十三电容的一端连接所述第四芯片的复位端口，所述第二十三电容的另一端连接所述接地端。
优选地，所述电源电压检测模块包括：
一第二十五电阻，所述第二十五电阻的一端连接一接地端，所述第二十五电阻的另一端通过一第十七电阻连接一电源输出端，所述第十七电阻和所述第二十五电阻之间设有第一节点；
一第二十三电阻，所述第二十三电阻的一端连接所述第四芯片的第十一端口，所述第二十三电阻的另一端连接所述第一节点；
一第十六电容，所述第十六电容的一端连接所述第一节点，所述第十六电容的另一端连接所述接地端。
优选地，所述状态指示模块包括：
一第九晶体管，所述第九晶体管的基极通过一第三十一电阻连接所述第四芯片的第八端口，所述第九晶体管的发射极连接所述接地端；
一第一发光二极管，所述第一发光二极管的阳极连接所述第二稳压芯片的电压输出端，所述第一发光二极管的阴极通过一第二十八电阻连接所述第九晶体管的集电极；
一第十晶体管，所述第十晶体管的基极通过所述第三十二电阻连接所述第四芯片的第十端口，所述第十晶体管的发射极连接所述接地端；
一第二发光二极管，所述第二发光二极管的阳极连接所述第二稳压芯片的电压输出端，所述第二发光二极管的阴极通过一第二十九电阻连接所述第十晶体管的集电极。
优选地，所述数据采集供电开关模块包括：
一第一晶体管，所述第一晶体管的源极连接所述电源输出端；
一第二电阻，所述第二电阻的两端分别连接所述第一晶体管的栅极和源极；
一第二晶体管，所述第二晶体管的集电极连接所述第一晶体管的栅极，所述第二晶体管的基极通过一第三电阻连接所述第四芯片的第十二端口。
优选地，所述数据采集供电模块包括：
一第三运算放大器，所述第三运算放大器的正相输入端通过一第六电阻连接所述第一晶体管的漏极，所述第三运算放大器的正电源端连接所述第一晶体管的漏极，所述第三运算放大器的地端连接所述接地端；
一转接端子，所述转接端子的第一端口连接所述第三运算放大器的输出端，所述转接端子的第四端口通过一第九电阻连接所述第三运算放大器的反相输入端；
一第十电阻，所述第十电阻的两端分别连接所述第三运算放大器的反相输入端和所述接地端；
一第十电容，所述第十电容的两端分别连接所述第三运算放大器的所述正电源端和所述接地端；
一第九电容，所述第九电容的一端连接所述第三运算放大器的正相输入端，所述第九电容的另一端连接所述接地端；
一第四晶体管，所述第四晶体管的阳极连接所述第三运算放大器的正相输入端，所述第四晶体管的阴极连接所述接地端。
优选地，所述数据采集模块包括：
一第五芯片，所述第五芯片的串行时钟输入端口连接所述第四芯片的第三端口，通过一第二十电阻连接所述第一晶体管的漏极，所述第五芯片的片选端口、第一输入输出端口、第二输入输出端口、反相参考输入端口、寄存器端口和接地端口分别连接所述接地端，所述第五芯片的第一模拟正输入端口通过一第二十六电阻连接所述转接端子的第二端口，所述第五芯片的第一模拟负输入端口通过一第二十七电阻连接所述转接端子的第三端口，所述第五芯片的第二模拟正输入端口连接所述转接端子的第一端口，所述第五芯片的第二模拟负输入端口连接所述转接端子的第四端口，所述第五芯片的同相参考输入端口连接所述第三运算放大器的正相输入端，所述第五芯片的模拟电源端口和数字电源端口分别连接所述第一晶体管的漏极，所述第五芯片的数据输出端口连接所述第四芯片的第五端口，所述第五芯片的数据输入端口连接所述第四芯片的第四端口；
一第二十一电阻，所述第二十一电阻的一端连接所述第五芯片的数据输入端口，所述第二十一电阻的另一端连接所述第一晶体管的漏极；
一第二十二电阻，所述第二十二电阻的一端连接所述第五芯片的数据输出端口，所述第二十二电阻的另一端连接所述第一晶体管的漏极；
一第十七电容，所述第十七电容的一端连接所述第五芯片的第一模拟正输入端口，所述第十七电容的另一端连接所述接地端；
一第十八电容，所述第十八电容的一端分别连接所述第五芯片的模拟电源端口和数字电源端口，所述第十八电容的另一端连接所述接地端；
一第二十一电容，所述第二十一电容的一端连接所述第五芯片的第一模拟负输入端口，所述第二十一电容的另一端连接所述接地端；
一第二十二电容，所述第二十二电容的一端连接所述第五芯片的第一模拟正输入端口，所述第二十二电容的另一端连接所述第五芯片的第一模拟负输入端口；
一第二十四电容，所述第二十四电容的一端连接所述第五芯片的同相参考输入端口，所述第二十四电容的另一端连接所述接地端。
优选地，所述窄带物联网无线模块包括一第一芯片、一第一二极管、一第一电容、一第二电容、一第三电容、一第四极性电容、一第五晶体管、一第十二电阻、一第十一电容和一第二输出端子；
所述第一芯片的模拟地端口通过一第一电阻连接所述接地端，所述第一芯片的电压输出端口通过一第五电容连接所述第一芯片的接地端口，所述第一芯片的第一电源输入端口和第二电源输入端口分别连接所述电源输出端，所述第一芯片的所有接地端口分别连接所述接地端；
所述第一电容的一端、所述第二电容的一端、所述第三电容的一端、所述第四极性电容的负极和所述第一二极管的阳极分别连接所述接地端，所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端、所述第四极性电容的正极和所述第一二极管的阴极分别连接所述电源输出端；
一第五晶体管，所述第五晶体管的基极通过一第十一电阻连接所述第一芯片的电压输出端口，所述第五晶体管的集电极通过所述第七电阻连接所述第四芯片的第七端口，所述第五晶体管的发射极连接所述第一芯片的数据输出端口；
一第十二电阻，所述第十二电阻的一端连接所述第五晶体管的集电极，所述第十二电阻的另一端连接所述第二稳压芯片的电压输出端；
一第十一电容，所述第十一电容的两端分别并联于所述第十一电阻的两端；
一第二输出端子，所述第二输出端子的一端连接所述第一芯片的天线端口，所述第二输出端子的另一端连接所述接地端；
所述窄带物联网无线模块还包括分别连接所述第一芯片的开机/睡眠子模块、网络信号检测子模块、串口通讯子模块和唤醒子模块，
所述开机/睡眠子模块包括：
一第三晶体管，所述第三晶体管的基极通过一第四电阻连接所述第四芯片的第九端口，所述第三晶体管的集电极连接所述第一芯片的电源开关机控制端口，所述第三晶体管的发射极通过一第五电阻连接所述第三晶体管的基极；
所述网络信号检测子模块包括：
一第八晶体管，所述第八晶体管的基极通过一第十八电阻连接所述第一芯片的网络状态指示端口，所述第八晶体管的发射极连接所述接地端；
一第三发光二极管，所述第三发光二极管的阳极连接所述电源输出端，所述第三发光二极管的阴极通过一第十五电阻连接所述第八晶体管的集电极；
所述串口通讯子模块包括：
一第七晶体管，所述第七晶体管的集电极连接所述第一芯片的数据输入端口，所述第七晶体管的发射极通过所述第八电阻连接所述第四芯片的第七端口，所述第七晶体管的基极通过一第十九电阻连接所述第一芯片的电压输出端口；
一第二十四电阻，第二十四电阻的一端连接所述第七晶体管的集电极，第二十四电阻的另一端连接所述第一芯片的电压输出端口；
一第十五电容，所述第十五电容并联于所述第十九电阻的两端；
所述唤醒子模块包括：
一第六晶体管，所述第六晶体管的基极通过一第十三电阻连接所述第四芯片的第十三端口，所述第六晶体管的集电极连接所述第一芯片的唤醒端口，所述第六晶体管的发射极连接所述接地端；
一第十四电阻，所述第十四电阻的两端分别连接所述第六晶体管的基极和发射极。
优选地，所述窄带物联网无线模块还包括SIM卡电路；
所述SIM卡电路包括：
一第六芯片，所述第六芯片的第一接地端口连接所述接地端，所述第六芯片的第二接地端口连接所述第一芯片的SIM卡接地端口，所述第六芯片的电源输入端口连接所述第一芯片的SIM卡供电电压端口，所述第六芯片的复位端口通过一第二十九电容连接所述接地端，所述第六芯片的时钟端口通过一第二十八电容连接所述接地端；
一第二十五电容，所述第二十五电容的一端连接所述第六芯片的电源输入端口，所述第二十五电容的另一端连接所述接地端；
一第二十六电容，所述第二十六电容的两端分别连接所述第六芯片的第二接地端口和电源输入端口；
一第三十电阻，所述第三十电阻的一端连接所述第六芯片的复位端口，所述第三十电阻的另一端连接所述第一芯片的SIM卡复位端口；
一第三十三电阻，所述第三十三电阻的一端连接所述第六芯片的时钟端口，所述第三十三电阻的另一端连接所述第一芯片的SIM卡时钟端口；
一第三十四电阻，所述第三十四电阻的一端连接所述第六芯片的数据端口，所述第三十四电阻的另一端连接所述第一芯片的SIM卡数据端口；
一第三十五电阻，所述第三十五电阻的一端连接所述第六芯片的数据端口，所述第三十五电阻的另一端连接所述第一芯片的SIM卡供电电压端口；
一第二十七电容，所述第二十七电容的一端连接所述第六芯片的数据端口，所述第二十七电容的另一端连接所述接地端；
一第三十六电阻，所述第三十六电阻的一端连接所述第六芯片的第二接地端口，所述第三十六电阻的另一端连接所述接地端；
一第七芯片，所述第七芯片包括五个集成的二极管，所述第七芯片的阳极连接所述接地端，所述第七芯片的第一阴极连接所述第一芯片的SIM卡供电电压端口，所述第七芯片的第二阴极连接所述第六芯片的复位端口，所述第七芯片的第三阴极连接所述第六芯片的数据端口，所述第七芯片的第四阴极连接所述第六芯片的时钟端口。
本发明的有益效果在于：
提供一种基于窄带物联网的低功耗变送器，该变送器具有超低功耗，能够延长电源使用寿命；能够及时上传报警数据，上传数据包含网络信号强度和电池电量，使用户了解现场信号状况及提醒用户更换电池；通过状态指示模块指示变送器的工作状态，便于用户实时了解变送器的状态；窄带物联网无线的功耗较低、增益高、窄带宽、穿透力强、传输距离远、可连接数量多，能够广泛应用于消防远程数据传送。
附图说明
图1为本发明中，一种基于窄带物联网的低功耗变送器的结构框图；
图2为本发明中，一种基于窄带物联网的低功耗变送器的具体结构框图；
图3为本发明中一种稳压电源模块具体实施例的电路示意图；
图4为本发明中一种单片机模块具体实施例的电路示意图；
图5为本发明中一种电源电压检测模块具体实施例的电路示意图；
图6为本发明中一种状态指示模块具体实施例的电路示意图；
图7为本发明中一种数据采集供电开关模块具体实施例的电路示意图；
图8为本发明中一种数据采集供电模块具体实施例的电路示意图；
图9为本发明中一种数据采集模块具体实施例的电路示意图；
图10为本发明中一种窄带物联网无线模块具体实施例的电路示意图；
图11为本发明中一种SIM卡电路具体实施例的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提供一种基于窄带物联网的低功耗变送器，属于变送器领域，变送器包括：
单片机模块2，单片机模块2包括一定时器，以及一内置的模数转换IO口，睡眠模式下，模数转换IO口为低电平；
稳压电源模块3，连接单片机模块2，用于为单片机模块2提供稳定的工作电压；
数据采集模块5，连接单片机模块2，用于采集一压力传感器10的传感器数据；
数据采集供电模块6，连接数据采集模块5，用于为数据采集模块5提供稳定的工作电压；
数据采集供电开关模块7，连接数据采集供电模块6，用于控制数据采集供电模块6，并于数据采集模块5采集数据后，切断数据采集模块5的供电电源；
窄带物联网无线模块8，连接单片机模块2，用于接收传感器数据，并将传感器数据上传至一云端服务器；
状态指示模块9，连接单片机和无线模块，用于指示无线模块的工作状态；
电源模块1，分别连接稳压电源模块3、数据采集模块5、数据采集供电开关模块7、无线模块和状态指示模块9，电源模块1包括一电源输出端；
电源电压检测模块4，分别连接电源模块1和单片机模块2，用于检测电源电压，并将电源电压传输至单片机的模数转换IO口。
具体的，在本实施例中，低功耗变送器由硬件和软件两部分组成，如图1和图2所示，硬件上包括稳压电源模块3、单片机模块2、电源电压检测模块4、状态指示模块9、数据采集供电开关模块7、数据采集供电模块6、数据采集模块5、窄带物联网无线模块8、电源模块1这几部分，该低功耗变送器设备的低功耗主要体现于降低了设备的睡眠功耗，降低了正常的采集电流与减少了采集时间、减少了窄带物联网无线的操作时间。；
其中电源模块1由两节3.6V的锂电池并联组成，为整个电路供电，还可在两节3.6V的锂电池另外并联一超级电容，超级电容是具有特殊性能的电源，可以反复充放电数十万次，其功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，可以有效的提高电池的电流能力；
单片机模块2是整个系统的控制中心，控制整个系统的运转，设备进入睡眠状态之前，单片机开启RTC定时器，以便定时采集和上传传感器数据，并关闭其他全部外设，关闭数据采集供电开关模块7，以断开数据采集模块5的供电电源，单片机上未使用的无上拉电阻的IO口，全部配置为输出低电平，有上拉电阻的IO口，配置为输出高电平，定时器为RTC定时器。
稳压电源模块3，用于为整个变送器系统提供稳定的工作电压，以保证在电源的电压有波动时，变送器能够维持正常的工作；
电源电压检测模块4，用于检测电源电压，并将电源电压传输至单片机的模数转换IO口，电源电压经过模数转化后，作为电池电量包括上传数据中上传至云端服务器，当电池电量较低时，以提醒用户及时更换电池。
数据采集模块5，用于于采集定时时间到达时，定时采集传感器数据，并将传感器数据传输至单片机；
数据采集供电模块6，用于为数据采集模块5提供稳定的工作电压，以保证数据采集正常工作；
数据采集供电开关模块7，用于控制数据采集供电模块6，于采集定时时间到达时，数据采集供电开关模块7闭合，数据采集供电模块6为数据采集模块5供电，以便采集传感器数据，并于数据采集模块5采集数据后，切断数据采集模块5的供电电源，降低系统的功耗；
窄带物联网无线模块8，用于接收传感器数据，并于上传定时时间到达后将传感器数据上传至一云端服务器，上传数据包括电池电量、无线信号强度；窄带物联网无线模块8支持全网SIM卡，支持UDP、TCP、LwM2M、MQTT、CoAP等多种协议，协议内容可包含电池电量、信号强度等变送器设备的工作状态，还可支持自定义设置，窄带物联网无线模块8还可连接至电信IOT、华为云、oneNET、阿里云等多种平台，可在线和远程通过配置参数的方式连接云端服务器，配置参数包括目标云端服务器地址、采集频率、上传频率、报警频率、变送器数据报警上下限阈值等参数，并且报警能信息能够在40s内及时上传，以便用户及时发现使用场所的实时情况。
状态指示模块9，用于指示变送器系统的工作状态，采用LED指示灯，于工作模式时，LED指示灯可实现不同频率的闪烁，通过闪烁的频率来指示变送器不同的工作状态；状态指示模块9还可采用能够发出不同颜色的LED灯，通过颜色的变化指示变送器的不同的工作状态；于睡眠模式时，状态指示模块9处于关闭状态，能够有效的降低电路的功耗。
作为优选的实施方式，该低功耗变送器，其中稳压电源模块3包括：
一第二稳压芯片U2，第二稳压芯片U2的电压输入端和使能端分别连接电源输出端，第二稳压芯片U2的接地端口连接一接地端；
一第六电容C6，第六电容C6的一端连接第二稳压芯片U2的电压输出端，第六电容C6的另一端连接接地端；
一第七电容C7，第七电容C7的两端分别连接于第六电容C6的两端；
一第八电容C8，第八电容C8的一端连接第二稳压芯片U2的使能端，第八电容C8的另一端连接接地端。
具体的，如图3所示，稳压电源模块3包括第二稳压芯片U2、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8；为了保证变送器的超低睡眠功耗，第二稳压芯片U2采用超低静态电流的稳压IC，具体的，第二稳压芯片U2为ADP160-2.5，其静态电流只有1uA；
作为优选的实施方式，该低功耗变送器，其中单片机模块2包括：
一第四芯片U4，第四芯片U4的异步复位端口(引脚2)通过一第十六电阻R16连接第二稳压芯片U4的电压输出端，第四芯片U4的接地端口(引脚9)和输入输出端的接地端口(引脚40)分别连接接地端，第四芯片U4的电源输入端口(引脚10)、模拟电源端口(引脚11)、参考电压端口(引脚12)、复位端口(引脚13)和输入输出端的电源端口(引脚39)分别连接第二稳压芯片U2的电压输出端；
一第十四电容C14，第十四电容C14的一端连接第四芯片U4的异步复位端口(引脚2)，第十四电容C14的另一端连接接地端；
一第十九电容C19，第十九电容C19的一端连接第二稳压芯片U2的电压输出端，第十九电容C19的另一端连接接地端；
一第二十电容C20，第二十电容C20的一端连接第二稳压芯片U2的电压输出端，第二十电容C20的另一端连接接地端；
一第十二电容C12，第十二电容C12的一端连接第四芯片U4的输入输出端的电源端口(引脚39)，第十二电容C12的另一端连接接地端；
一第十三电容C13，第十三电容C13的一端连接第四芯片U4的输入输出端的电源端口(引脚39)，第十三电容C13的另一端连接接地端；
一第七电阻R7，第七电阻R7的一端连接第四芯片U的第六端口(引脚41)；
一第八电阻R8，第八电阻R9的一端连接第四芯片U的第七端口(引脚42)；
一第二十三电容C23，第二十三电容C23的一端连接第四芯片U4的复位端口(引脚13)，第二十三电容C23的另一端连接接地端。
具体的，如图4所示，单片机模块2包括第四芯片U4、第七电阻R7、第八电阻R8、第十六电阻R16、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十三电容C23，单片机模块2用于控制整个系统的运转，第四芯片U4选择STM8低功耗系列的单片机，STM8低功耗单片机具有丰富的I/0口，并且内置有模数转换I/0口，睡眠模式下，其睡眠电流低至0.4uA，优选地，在本实施例中第四芯片U4采用STM8L151C8，本发明不对第四芯片的型号做限定。
作为优选的实施方式，该低功耗变送器，其中电源电压检测模块4包括：
一第二十五电阻R25，第二十五电阻R25的一端连接一接地端，第二十五电阻R25的另一端通过一第十七电阻R17连接一电源输出端，第十七电阻R17和第二十五电阻R25之间设有第一节点；
一第二十三电阻R23，第二十三电阻R23的一端连接第四芯片U4的第十一端口(引脚36)，第二十三电阻R23的另一端连接第一节点；
一第十六电容C16，第十六电容C16的一端连接第一节点，第十六电容C16的另一端连接接地端。
具体的，如图5所示，电源电压检测模块4包括第十六电容C16、第十七电阻R17、第二十三电阻R23、第二十五电阻R25，工作模式中，通过简单的电阻分压，采集电压至单片机的模数转换I/O口，电源电压经过模数转化后，作为电池电量包括上传数据中上传至云端服务器，及时发现工作时的电压跌落，当电池电量较低时，提醒用户及时更换电池，以便设备的正常运转，睡眠模式时，模数转换I/O口为低电平，不工作。
作为优选的实施方式，该低功耗变送器，其中状态指示模块9包括：
一第九晶体管Q9，第九晶体管Q9的基极通过一第三十一电阻R31连接第四芯片U4的第八端口(引脚33)，第九晶体管Q9的发射极连接接地端；
一第一发光二极管D3A，第一发光二极管D3A的阳极连接第二稳压芯片U2的电压输出端，第一发光二极管D3A的阴极通过一第二十八电阻R28连接第九晶体管Q9的集电极；
一第十晶体管Q10，第十晶体管Q10的基极通过第三十二电阻R32连接第四芯片U4的第十端口(引脚35)，第十晶体管Q10的发射极连接接地端；
一第二发光二极管D3B，第二发光二极管D3B的阳极连接第二稳压芯片U2的电压输出端，第二发光二极管D3B的阴极通过一第二十九电阻R29连接第十晶体管Q10的集电极。
具体的，如图6所示，状态指示模块9包括：第一发光二极管D3A、第二发光二极管D3B、第九晶体管Q9、第十晶体管Q10、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32，本发明不对元器件的型号做限定，具体的，在本实施例中，第一发光二极管D3A和第二发光二极管D3B可采用LED0605，也可采用其他双色灯替换，于工作模式时，LED指示灯可以不同频率的闪烁，通过闪烁频率的不同来指示变送器不同的工作状态，同时该LED0605指示灯为双色灯，通过颜色的变化，或颜色组合来指示变送器的不同的工作状态；于睡眠模式时，第四芯片U4的第八端口(引脚33)和第十端口(引脚35)为低电平，晶体管处于截止状态，LED指示灯处于关闭状态，能够有效的降低电路的功耗。
作为优选的实施方式，该低功耗变送器，其中数据采集供电开关模块7包括：
一第一晶体管Q1，第一晶体管Q1的源极连接电源输出端；
一第二电阻R2，第二电阻R2的两端分别连接第一晶体管Q1的栅极和源极；
一第二晶体管Q2，第二晶体管Q2的集电极连接第一晶体管Q1的栅极，第二晶体管Q2的基极通过一第三电阻R3连接第四芯片U4的第十二端口(引脚47)。
具体的，如图7所示，数据采集供电开关模块7包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3，数据采集供电开关模块7采用MOS管开关电路，能于睡眠状态下有效切断数据采集模块5的供电电源，其中第一晶体管Q1采用PMOS场效应管，第二晶体管Q2采用NPN三极管，于采集一次数据后，切断数据采集模块5的供电电源，有效降低变送器的功耗。
作为优选的实施方式，该低功耗变送器，其中数据采集供电模块6包括：
一第三运算放大器U3A，第三运算放大器U3A的正相输入端通过一第六电阻R6连接第一晶体管Q1的漏极，第三运算放大器U3A的正电源端连接第一晶体管Q1的漏极，第三运算放大器U3A的地端连接接地端；
一转接端子P4，转接端子P4的第一端口(引脚1)连接第三运算放大器U3A的输出端，转接端子P4的第四端口(引脚4)通过一第九电阻R9连接第三运算放大器U3A的反相输入端；
一第十电阻R10，第十电阻R10的两端分别连接第三运算放大器U3A的反相输入端和接地端；
一第十电容C10，第十电容C10的两端分别连接第三运算放大器U3A的正电源端和接地端；
一第九电容C9，第九电容C9的一端连接第三运算放大器U3A的正相输入端，第九电容C9的另一端连接接地端；
一第四晶体管Q4，第四晶体管Q4的阳极连接第三运算放大器U3A的正相输入端，第四晶体管Q4的阴极连接接地端。
具体的，如图8所示，数据采集供电模块6包括第三运算放大器U3A、转接端子P4、第四晶体管Q4、第六电阻R6、第九电阻R9、第十电阻R10、第九电容C9、第十电容C10，第四晶体管Q4采用稳压IC REF1112，参考电压漂移1.25V，第三运算放大器U3A采用低漂移、低噪声的运算放大器OP191G，为扩散硅压力传感器提供恒流源，为数据采集模块5提供采集供电电压。
作为优选的实施方式，该低功耗变送器，其中数据采集模块5包括：
一第五芯片U5，第五芯片的串行时钟输入端口(引脚1)连接所述第四芯片的第三端口(引脚3)，第五芯片U5的串行时钟输入端口(引脚1)还通过一第二十电阻R20连接第一晶体管Q1的漏极，第五芯片U5的片选端口(引脚2)、第一输入输出端口(引脚3)、第二输入输出端口(引脚4)、反相参考输入端口(引脚10)、寄存器端口(引脚11)和接地端口(引脚12)分别连接接地端，第五芯片U5的第一模拟正输入端口(引脚5)通过一第二十六电阻R26连接转接端子P4的第二端口(引脚2)，第五芯片U5的第一模拟负输入端口(引脚6)通过一第二十七电阻R27连接转接端子P4的第三端口(引脚3)，第五芯片U5的第二模拟正输入端口(引脚7)连接转接端子P4的第一端口(引脚1)，第五芯片U5的第二模拟负输入端口(引脚8)连接转接端子P4的第四端口(引脚4)，第五芯片U5的同相参考输入端口(引脚9)连接第三运算放大器U3A的正相输入端，第五芯片U5的模拟电源端口(引脚13)和数字电源端口(引脚14)分别连接第一晶体管Q1的漏极，第五芯片的数据输出端口(引脚16)连接第四芯片的第五端口(引脚4)，第五芯片的数据输入端口(引脚15)连接第四芯片的第四端口(引脚5)；
一第二十一电阻R21，第二十一电阻R21的一端连接第五芯片U5的数据输入端口(引脚16)，第二十一电阻R21的另一端连接第一晶体管Q1的漏极；
一第二十二电阻R22，第二十二电阻R22的一端连接第五芯片U5的数据输出端口(引脚15)，第二十二电阻R22的另一端连接第一晶体管Q1的漏极；
一第十七电容C17，第十七电容C17的一端连接第五芯片U5的第一模拟正输入端口(引脚5)，第十七电容C17的另一端连接接地端；
一第十八电容C18，第十八电容C18的一端分别连接第五芯片U5的模拟电源端口(引脚13)和数字电源端口(引脚14)，第十八电容C18的另一端连接接地端；
一第二十一电容C21，第二十一电容C21的一端连接第五芯片U5的第一模拟负输入端口(引脚6)，第二十一电容C21的另一端连接接地端；
一第二十二电容C22，第二十二电容C22的一端连接第五芯片U5的第一模拟正输入端口(引脚5)，第二十二电容C22的另一端连接第五芯片U5的第一模拟负输入端口(引脚6)；
一第二十四电容C24，第二十四电容C24的一端连接第五芯片U5的同相参考输入端口(引脚9)，第二十四电容C24的另一端连接接地端。
具体的，如图9所示，数据采集模块5包括第五芯片U5、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第十七电容C17、第十八电容C18、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十四电容C24，第五芯片U5采用高分辨率24bit、低功耗模数转换IC AD7799，可调节模数转换的增益，以适用于不同输出范围的传感器，睡眠模式时，电源断开，降低功耗。
作为优选的实施方式，该低功耗变送器，其中窄带物联网无线模块8包括一第一芯片U1、一第一二极管D1、一第一电容C1、一第二电容C2、一第三电容C3、一第四极性电容C4、一第五晶体管Q5、一第十二电阻R12、一第十一电容C11和一第二输出端子P2；
第一芯片U1的模拟地端口(引脚1)通过一第一电阻R1连接接地端，第一芯片U1的电压输出端口(引脚24)通过一第五电容C5连接第一芯片U1的接地端口(引脚27)，第一芯片U1的(引脚27)连接接地端，第一芯片U1的第一电源输入端口(引脚42)和第二电源输入端口(引脚43)分别连接电源输出端，第一芯片的所有接地端口分别连接接地端；
第一电容C1的一端、第二电容C2的一端、第三电容C3的一端、第四极性电容C4的负极和第一二极管D1的阳极分别连接接地端，第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四极性电容C4的正极和第一二极管D1的阴极分别连接电源输出端；
一第五晶体管Q5，第五晶体管Q5的基极通过一第十一电阻R11连接第一芯片U1的电压输出端口(引脚24)，第五晶体管Q5的集电极通过第七电阻R7连接第四芯片U4的第七端口(引脚41)，第五晶体管Q5的发射极连接第一芯片U1的数据输出端口(引脚18)；
一第十二电阻R12，第十二电阻R12的一端连接第五晶体管Q5的集电极，第十二电阻R12的另一端连接第二稳压芯片U2的电压输出端；
一第十一电容C11，第十一电容C11的两端分别并联于第十一电阻R11的两端；
一第二输出端子P2，第二输出端子P2的一端连接第一芯片U1的天线端口(引脚35)，第二输出端子P2的另一端连接接地端；
窄带物联网无线模块8还包括分别连接第一芯片U1的开机/睡眠子模块、网络信号检测子模块、串口通讯子模块和唤醒子模块，
开机/睡眠子模块包括：
一第三晶体管Q3，第三晶体管Q3的基极通过一第四电阻R4连接第四芯片U4的第九端口(引脚34)，第三晶体管Q3的集电极连接第一芯片U1的电源开关机控制端口(引脚7)，第三晶体管Q3的发射极通过一第五电阻R5连接第三晶体管Q3的基极；
网络信号检测子模块包括：
一第八晶体管Q8，第八晶体管Q8的基极通过一第十八电阻R18连接第一芯片U1的网络状态指示端口(引脚16)，第八晶体管Q8的发射极连接接地端；
一第三发光二极管D3，第三发光二极管D3的阳极连接电源输出端，第三发光二极管D3的阴极通过一第十五电阻R15连接第八晶体管Q8的集电极；
串口通讯子模块包括：
一第七晶体管Q7，第七晶体管Q7的集电极连接第一芯片U1的数据输入端口(引脚17)，第七晶体管Q7的发射极通过第八电阻R8连接第四芯片U4的第七端口(引脚42)，第七晶体管Q7的基极通过一第十九电阻R19连接第一芯片U1的电压输出端口(引脚24)；
一第二十四电阻R24，第二十四电阻R24的一端连接第七晶体管Q7的集电极，第二十四电阻R24的另一端连接第一芯片U1的电压输出端口(引脚24)；
一第十五电容C15，第十五电容C15并联于第十九电阻R19的两端；
唤醒子模块包括：
一第六晶体管Q6，第六晶体管Q6的基极通过一第十三电阻R13连接第四芯片U4的第十三端口(引脚32)，第六晶体管Q6的集电极连接第一芯片U1的唤醒端口(引脚19)，第六晶体管Q6的发射极连接接地端；
一第十四电阻R14，第十四电阻R14的两端分别连接第六晶体管Q6的基极和发射极。
具体的，如图10所示，窄带物联网无线模块8包括第一芯片U1、第一二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四极性电容C4、第五晶体管Q5、第十二电阻R12、第十一电容C11和第二输出端子P2，以及分别连接第一芯片U1的开机/睡眠子模块、网络信号检测子模块、串口通讯子模块和唤醒子模块，第一芯片U1采用移远的超低功耗的BC26，第一二极管D1采用型号为SMBJ5.0AC的稳压二极管，第二输出端子拍为射频输出端子，开机/睡眠子模块输出高电平，窄带物联网无线模块8开始工作，并控制窄带物联网无线模块8为工作模式，或睡眠模式；于睡眠模式下，串口通讯子模块接收单片机的唤醒信号，并控制唤醒子模块用于唤醒窄带物联网无线模块8，于上传时间到达，网络信号检测子模块检测窄带物联网无线模块8的信号和网络连接状态，在网络连接不良状况下，放弃上传数据，避免不必要的电流消耗，当网络连接状态畅通的情况下，将电池电量和网络状况包括在传感器数据中并上传至平台。
作为优选的实施方式，该低功耗变送器，其中窄带物联网无线模块8还包括SIM卡电路；
SIM卡电路包括：
一第六芯片U6，第六芯片U6的第一接地端口(引脚0)连接接地端，第六芯片U6的第二接地端口(引脚1)连接第一芯片U1的SIM卡接地端口(引脚10)，第六芯片U的电源输入端口(引脚2)连接第一芯片U1的SIM卡供电电压端口(引脚14)，第六芯片U6的复位端口(引脚4)通过一第二十九电容C29连接接地端，第六芯片U6的时钟端口(引脚6)通过一第二十八电容C28连接接地端；
一第二十五电容C25，第二十五电容C25的一端连接第六芯片U6的电源输入端口(引脚2)，第二十五电容C25的另一端连接接地端；
一第二十六电容C26，第二十六电容C26的两端分别连接第六芯片U6的第二接地端口(引脚1)和电源输入端口(引脚2)；
一第三十电阻R30，第三十电阻R30的一端连接第六芯片U6的复位端口(引脚4)，第三十电阻R30的另一端连接第一芯片U1的SIM卡复位端口(引脚12)；
一第三十三电阻R33，第三十三电阻R33的一端连接第六芯片U6的时钟端口(引脚6)，第三十三电阻R33的另一端连接第一芯片U1的SIM卡时钟端口(引脚13)；
一第三十四电阻R34，第三十四电阻R34的一端连接第六芯片U6的数据端口(引脚5)，第三十四电阻R34的另一端连接第一芯片U1的SIM卡数据端口(引脚11)；
一第三十五电阻R35，第三十五电阻R35的一端连接第六芯片U6的数据端口(引脚5)，第三十五电阻R35的另一端连接第一芯片U1的SIM卡供电电压端口(引脚14)；
一第二十七电容C27，第二十七电容C27的一端连接第六芯片U6的数据端口(引脚5)，第二十七电容C27的另一端连接接地端；
一第三十六电阻R36，第三十六电阻R36的一端连接第六芯片U6的第二接地端口(引脚1)，第三十六电阻R36的另一端连接接地端；
一第七芯片U7，第七芯片包括五个集成的二极管，第七芯片U7的阳极(引脚2)连接接地端，第七芯片U7的第一阴极(引脚3连接第一芯片U1的SIM卡供电电压端口(引脚14)，第七芯片U7的第二阴极(引脚4)连接第六芯片U6的复位端口(引脚4)，第七芯片U7的第三阴极(引脚5)连接第六芯片U6的数据端口(引脚5)，第七芯片U7的第四阴极(引脚6)连接第六芯片U6的时钟端口(引脚6)；
第六芯片U6采用MICRO SIM卡；
第七芯片U7采用SMF05C。
具体的，如图11所示，窄带物联网无线模块8还包括可插拔的SIM卡电路，SIM卡电路包括第六芯片U6、第七芯片U7、第三十电阻R30、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十七电容C27、第二十八电容C28、第二十九电容C29，第六芯片U6采用MICRO SIM自弹卡座,支持全网SIM卡，支持UDP、TCP、LwM2M、MQTT、CoAP等多种协议，第七芯片U7采用SMF05C，由五个二极管集成于一体，五个二极管的正极连接在一起引出一根线，5个负极分别引出，一共6个脚。
具体的，软件上，预先设定一定时采集时间和一数据上传时间，判断是否到达数据采集时间，若到达定时采集时间，单片机模块2控制数据采集供电开关模块7先接通数据采集模块5的供电电源，数据采集供电开关模块7为数据采集模块5供电，并控制数据采集模块5采集传感器数据。
进一步的，于数据采集完成后，单片机模块2立即切断数据采集模块5的供电电源，降低数据采集的时间。
进一步的，判断是否到达数据上传时间，于数据上传时间到达时，网络信号检测子模块检测无线的信号强度和网络连接状态，于信号强度或网络连接不佳时，暂不上传数据，避免不必要的电流消耗，于信号强度和网络连接较佳时，上传数据至云端服务器。
进一步的，云端服务器还可下发指令，窄带物联网无线模块8接收指令，对指令进行应答并处理。
进一步的，于数据采集和上传完成后，设备准备进入睡眠状态，于进入睡眠状态之前，单片机开启定时器，并关闭其他全部外设，于数据交互完成后的预设时间后，窄带物联网无线模块8自动进入深度睡眠状态，预设时间为10s。
进一步的，于睡眠模式转化为工作模式时，单片机模块2和窄带物联网无线模块8一同通电，单片机模块2的供电电压范围为1.8～3.6V，而无线模块的最低工作电压为2.1V，所以需要一个稳压降压芯片为单片机供电，本实施例中选择3.6V转2.5V的稳压为单片机供电，以保证在电池电压较低时，系统能够正常工作，第二稳压芯片U2的静态电流最大只有1uA，而无线模块的睡眠电流为3.8uA，单片机停止模式下的电流只有0.4uA，再加上其他外接接口的微弱的漏电流，该变送器的整体睡眠电流维持在5～7uA，能够有效的降低变送器的功耗。
本发明的有益效果在于：
提供一种基于窄带物联网的低功耗变送器，该变送器具有超低功耗，能够延长电源使用寿命；能够及时上传报警数据，上传数据包含网络信号强度和电池电量，使用户了解现场信号状况及提醒用户更换电池；通过状态指示模块指示变送器的工作状态，便于用户实时了解变送器的状态；窄带物联网无线的功耗较低、增益高、窄带宽、穿透力强、传输距离远、可连接数量多，能够广泛应用于消防远程数据传送。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
