智能通用數據採集系統的製作方法
2023-06-10 17:00:26
智能通用數據採集系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種智能通用數據採集系統。本實用新型解決在於解決存在結構複雜，通用性差的問題，其技術方案是：一種智能通用數據採集系統，與電腦進行連接，由電源供電，包括若干個傳感器、信號調理電路、採樣保持器、多路開關和數據轉換單元，所述若干個傳感器的輸出端與所述信號調理電路的輸入端連接，所述信號調理電路的輸出端與所述採樣保持器的輸入端連接，所述採樣保持器的輸出端通過多路開關與所述數據轉換單元連接，所述數據轉換單元的輸出端與電腦通信連接。本實用新型工作性能穩定、可靠。
【專利說明】智能通用數據採集系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於數據採集系統，特別涉及一種通用性強，工作性能穩定、可靠等優點的智能通用數據採集系統。
【背景技術】
[0002]近年來，通用數據採集及其應用技術越來越受到人們關注。在工業自動化領域，經常必須將模擬量轉換為數字量，供計算機進行數據處理和分析；在科學研究過程中，應用數據採集系統可獲得大量動態信息，是研究物理過程的有利工具；在樓宇自動化系統中，應用數據採集系統採集環境信息，優化樓宇內燈光，加強對樓宇內危險源識別和報警。基於目前的應用需要，因此設計了一套通用的智能數據採集系統，通過簡單的電路能夠廣泛適用於各類應用場合的智能通用數據採集系統勢在必行。
[0003]相關的【背景技術】為:中國專利申請號CN201010158284.9
【公開日】2011年1月26日，一種採樣電路，運行在採樣階段及保持階段，其特徵在於，該採樣電路包含:放大器，具有第一輸入端及用於輸出輸出信號的輸出端；第一電容器，f禹接於該第一輸入端，用於在該米樣階段對輸入信號採樣；第二電容器，具有耦接於該第一輸入端的第一端，以及在該保持階段耦接於該輸出端且在該採樣階段與該輸出端解耦的第二端，該第二電容器用於在該採樣階段對參考信號採樣以及在該保持階段接收來自於該第一電容器的電量；以及電壓源，耦接於該第一輸入端與該輸出端之間，用於在該採樣階段提供預設電壓電平，以移除該放大器的輸入共模電壓及輸出共模電壓之間的差異。但是此技術方案依然存在結構複雜，通用性差的問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型目的在於解決缺少通用的智能數據採集系統，各種數據信號採集不便利的問題，提供一種具有通用性強，工作性能穩定、可靠等優點的智能通用數據採集系統。
[0005]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:一種智能通用數據採集系統，與電腦進行連接，由電源供電，包括若干個傳感器、信號調理電路、採樣保持器、多路開關和數據轉換單元，所述若干個傳感器的輸出端與所述信號調理電路的輸入端連接，所述信號調理電路的輸出端與所述採樣保持器的輸入端連接，所述採樣保持器的輸出端通過多路開關與所述數據轉換單元連接，所述數據轉換單元的輸出端與電腦通信連接。本實用新型中傳感器為輸出電壓信號的傳感器，可以是壓力傳感器、溫度傳感器和其他以電壓信號變化為輸出值的串口輸出的傳感器，這些傳感器均為現有產品，採樣保持器也為現有成熟產品，輸入信號調理電路通過各類傳感器元件將觀察對象的狀態信息變化為電壓信號，通過採樣保持器和Α/D轉換器讀入，並與電腦進行通訊，由電腦完成相應的數據處理。本實用新型體積小，功耗低，有很好的線性響應，預留有若干個模數轉換通道和與計算機通信的通道，本實用新型通過傳感器將測量對象的狀態轉換為電壓信號能按照要求可以大範圍內調整輸入信號的範圍，可以實時或者按照採樣要求採集信息，本實用新型實現數據採集系統與PC機的互聯和實時通信，便於數據的進一步處理。
[0006]作為優選，所述數據轉換單元為帶有AD轉換功能的單片機或帶有AD轉換功能的中央處理器。本實用新型中數據轉換單元只需執行時序傳輸和AD轉換功能，不需要對數據進行處理。
[0007]作為優選，所述數據轉換單元還電連接有數據存儲器。
[0008]作為優選，所述電源為蓄電池。
[0009]作為優選，所述信號調理電路包括MX232晶片、切換開關SW1、數據串口接口 CN1、數據串口接口 CN2、電容C46、電容C47、電容C48電容C49、電容C71、三極體Q1、三極體Q4、三極體Q5、二極體D2、二極體D3、電阻R30、電阻R31、電阻R37、電阻R83和電阻R84，數據串口接口 CN1和數據串口接口 CN2均為九針串行連接口，一個傳感器的串口通過切換開關SW1與MX232晶片的T1 in腳和Rlout腳連接，所述另一個傳感器的串口與MX232晶片的T2in腳和R2out腳連接，MX232晶片的V+腳通過電容C46與電源連接，所述MX232晶片的V-引腳通過電容C71接地，所述MX232晶片的C1+引腳與MX232晶片的C1-引腳連接，所述MX232晶片的GND引腳接地，MX232晶片的VCC端與電源連接，MX232晶片的VCC引腳還通過電容C49接地，所述MX232晶片的C2+引腳與MX232晶片的C2-引腳連接，MX232晶片的Tlout引腳與數據串口接口 CN1第四腳連接，數據串口接口 CN1的第三腳與MX232晶片的Rlin引腳連接，MX232晶片的T2out引腳與數據串口接口 CN2第四腳連接，數據串口接口 CN2的第三腳與MX232晶片的R2in引腳連接，數據串口接口 CN1的第一引腳通過電容C49與電源連接，數據串口接口 CN1的第一引腳還接地，數據串口接口 CN2的第一引腳接地，數據串口接口 CN1的第二引腳通過電阻R84與三極體Q4的基極連接，三極體Q4的發射極接地，三極體Q4的發射極與三極體Q4的基極之間通過二極體D2連接，二極體D2的發射極與三極體Q4的基極連接，三極體Q4的集電極與採樣保持器的復位端連接，數據串口接口 CN1的第八引腳通過電阻R83與三極體Q5的基極連接，三極體Q5的發射極接地，三極體Q5的發射極與二極體D3的陽極連接，二極體D3的陰極與三極體Q5的基極連接，三極體Q5的集電極與電阻R31的第一端連接，電阻R31的第二端與三極體Q1的基極連接，電阻R31的第二端通過電阻R37與三極體Q1的發射極連接，三極體Q1的發射極與電源連接，三極體Q1的集電極通過電阻R30與採樣保持器的BOOT端連接，三極體Q4和三極體Q5為NPN三極體，三極體Q1為PNP三極體。本實用新型中的信號調理電路結構簡單，能夠實現前端信號源輸入的切換，數據輸出穩定。
[0010]本實用新型的實質性效果是:1)通過傳感器將測量對象的狀態轉換為電壓信號；2)按照要求可以大範圍內調整輸入信號的範圍；3)可以實時或者按照採樣要求採集信息；4)實現數據採集系統與PC機的互聯和實時通信，便於數據的進一步處理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實施例的一種結構示意圖；
[0012]圖2為本實施例中信號調理電路的一種電路原理圖。
[0013]圖中:1、傳感器，2、信號調理電路，3、採樣保持器，4、多路開關，5、數據轉換單元，6、電腦。
【具體實施方式】
[0014]下面通過具體實施例，對本實用新型的技術方案作進一步的具體說明。
[0015]實施例:
[0016]一種智能通用數據採集系統(參見附圖1和附圖2)，與電腦6進行連接，由電源供電，包括若干個傳感器1、信號調理電路2、採樣保持器3、多路開關4和數據轉換單元5，所述若干個傳感器的輸出端與所述信號調理電路的輸入端連接，所述信號調理電路的輸出端與所述採樣保持器的輸入端連接，所述採樣保持器的輸出端通過多路開關與所述數據轉換單元連接，所述數據轉換單元的輸出端與電腦通信連接。所述數據轉換單元為帶有AD轉換功能的單片機或帶有AD轉換功能的中央處理器。所述數據轉換單元還電連接有數據存儲器。所述電源為蓄電池。所述信號調理電路包括MX232晶片、切換開關SW1、數據串口接口CN1、數據串口接口 CN2、電容C46、電容C47、電容C48電容C49、電容C71、三極體Q1、三極體Q4、三極體Q5、二極體D2、二極體D3、電阻R30、電阻R31、電阻R37、電阻R83和電阻R84，數據串口接口 CN1和數據串口接口 CN2均為九針串行連接口，一個傳感器的串口通過切換開關SW1與MX232晶片的Tlin腳和Rlout腳連接，所述另一個傳感器的串口與MX232晶片的T2in腳和R2out腳連接，MX232晶片的V+腳通過電容C46與電源連接，所述MX232晶片的V-引腳通過電容C71接地，所述MX232晶片的C1+引腳與MX232晶片的C1-引腳連接，所述MX232晶片的GND引腳接地，MX232晶片的VCC端與電源連接，MX232晶片的VCC引腳還通過電容C49接地，所述MX232晶片的C2+引腳與MX232晶片的C2-引腳連接，MX232晶片的Tlout引腳與數據串口接口 CN1第四腳連接，數據串口接口 CN1的第三腳與MX232晶片的R1 in引腳連接，MX232晶片的T2out引腳與數據串口接口 CN2第四腳連接，數據串口接口CN2的第三腳與MX232晶片的R2in引腳連接，數據串口接口 CN1的第一引腳通過電容C49與電源連接，數據串口接口 CN1的第一引腳還接地，數據串口接口 CN2的第一引腳接地，數據串口接口 CN1的第二引腳通過電阻R84與三極體Q4的基極連接，三極體Q4的發射極接地，三極體Q4的發射極與三極體Q4的基極之間通過二極體D2連接，二極體D2的發射極與三極體Q4的基極連接，三極體Q4的集電極與採樣保持器的復位端連接，數據串口接口 CN1的第八引腳通過電阻R83與三極體Q5的基極連接，三極體Q5的發射極接地，三極體Q5的發射極與二極體D3的陽極連接，二極體D3的陰極與三極體Q5的基極連接，三極體Q5的集電極與電阻R31的第一端連接，電阻R31的第二端與三極體Q1的基極連接，電阻R31的第二端通過電阻R37與三極體Q1的發射極連接，三極體Q1的發射極與電源連接，三極體Q1的集電極通過電阻R30與採樣保持器的BOOT端連接，三極體Q4和三極體Q5為NPN三極體，三極體Q1為PNP三極體。
[0017]本實施例中傳感器為輸出電壓信號的傳感器，可以是壓力傳感器、溫度傳感器和其他以電壓信號變化為輸出值的串口輸出的傳感器，這些傳感器均為現有產品，採樣保持器也為現有成熟產品，輸入信號調理電路通過各類傳感器元件將觀察對象的狀態信息變化為電壓信號，通過採樣保持器和Α/D轉換器讀入，並與電腦進行通訊，由電腦完成相應的數據處理。本實用新型體積小，功耗低，有很好的線性響應，預留有若干個模數轉換通道和與計算機通信的通道，本實用新型通過傳感器將測量對象的狀態轉換為電壓信號能按照要求可以大範圍內調整輸入信號的範圍，可以實時或者按照採樣要求採集信息，本實用新型實現數據採集系統與PC機的互聯和實時通信，便於數據的進一步處理。
[0018]以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳的方案，並非對本實用新型作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
【權利要求】
1.一種智能通用數據採集系統，與電腦進行連接，由電源供電，其特徵在於:包括若干個傳感器、信號調理電路、採樣保持器、多路開關和數據轉換單元，所述若干個傳感器的輸出端與所述信號調理電路的輸入端連接，所述信號調理電路的輸出端與所述採樣保持器的輸入端連接，所述採樣保持器的輸出端通過多路開關與所述數據轉換單元連接，所述數據轉換單元的輸出端與電腦通信連接。
2.根據權利要求1所述的一種智能通用數據採集系統，其特徵在於:所述數據轉換單元為帶有八0轉換功能的單片機或帶有虹)轉換功能的中央處理器。
3.根據權利要求2所述的一種智能通用數據採集系統，其特徵在於:所述數據轉換單元還電連接有數據存儲器。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種智能通用數據採集系統，其特徵在於:所述電源為蓄電池。
5.根據權利要求4所述的一種智能通用數據採集系統，其特徵在於:所述信號調理電路包括1X232晶片、切換開關311、數據串口接口⑶1、數據串口接口⑶2、電容046、電容.047,電容048電容049、電容071、三極體01、三極體04、三極體05、二極體02、二極體03、電阻尺30、電阻831、電阻837、電阻883和電阻884，數據串口接口⑶1和數據串口接口⑶2均為九針串行連接口，一個傳感器的串口通過切換開關311與1X232晶片的111=腳和町011七腳連接，另一個傳感器的串口與1X232晶片的12111腳和以0此腳連接，1X232晶片的7+腳通過電容046與電源連接，所述1X232晶片的乂-引腳通過電容071接地，所述1X232晶片的￠1+引腳與1X232晶片的(:1-引腳連接，所述1X232晶片的⑶0引腳接地，1X232晶片的^端與電源連接，1X232晶片的乂⑶引腳還通過電容049接地，所述1X232晶片的￠2+引腳與1X232晶片的(:2-引腳連接，1X232晶片的了10此引腳與數據串口接口⑶1第四腳連接，數據串口接口 ￠^1的第三腳與1X232晶片的町化引腳連接，1X232晶片的！'20此引腳與數據串口接口⑶2第四腳連接，數據串口接口⑶2的第三腳與1X232晶片的82111引腳連接，數據串口接口 ￠^1的第一引腳通過電容049與電源連接，數據串口接口⑶1的第一引腳還接地，數據串口接口⑶2的第一引腳接地，數據串口接口 (^1的第二引腳通過電阻狀4與三極體04的基極連接，三極體04的發射極接地，三極體04的發射極與三極體04的基極之間通過二極體02連接，二極體02的發射極與三極體04的基極連接，三極體04的集電極與採樣保持器的復位端連接，數據串口接口 ￠^1的第八引腳通過電阻狀3與三極體05的基極連接，三極體嚦的發射極接地，三極體05的發射極與二極體03的陽極連接，二極體03的陰極與三極體嚦的基極連接，三極體05的集電極與電阻831的第一端連接，電阻831的第二端與三極體的基極連接，電阻831的第二端通過電阻837與三極體的發射極連接，三極體的發射極與電源連接，三極體的集電極通過電阻830與採樣保持器的800丁端連接，三極體04和三極體05為冊X三極體，三極體為？冊三極體。
【文檔編號】G05B19/042GK204178176SQ201420474637
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】石一輝 申請人:石一輝