基於大數據的排汙網監測裝置用混合調整型信號處理系統的製作方法
2023-05-18 11:46:06 2
本發明涉及一種處理系統，具體是指一種基於大數據的排汙網監測裝置用混合調整型信號處理系統。
背景技術：
現在的社會是一個高速發展的社會，科技發達，信息流通，人們之間的交流越來越密切，生活也越來越方便，大數據就是這個高科技時代的產物。大數據是指以多元形式，自許多來源搜集而來的龐大數據組，具有較強的實時性。隨著信息科技的不斷發展，大數據被廣泛的用於排汙網監測裝置。目前的基於大數據的排汙網監測裝置主要由大數據處理中心、監測點採集盒、區域信號收發系統、區域信號處理系統和區域數據存儲系統組成；而大數據處理中心得到的汙水數據信息是否準確則主要取決於區域信號處理系統對信號處理是否準確。
然而，現有的基於大數據的排汙網監測裝置的區域信號處理系統存在信號處理效果差，導致數據處理中心得到的汙水數據信息準確度不高，致使排汙網監控人員不能準確的了解汙水管內的汙水信息，不能對汙水進行有效的治理，從而使人們的生活環境受到嚴重的影響。
因此，提供一種能提高信號處理效果的基於大數據的排汙網監測裝置用信號處理系統則顯得優為重要。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有的基於大數據的排汙網監測裝置的區域信號處理系統存在信號處理效果差的缺陷，本發明提供一種基於大數據的排汙網監測裝置用混合調整型信號處理系統。
本發明通過以下技術方案來實現：基於大數據的排汙網監測裝置用混合調整型信號處理系統，主要由處理晶片U，三極體VT2，正極經電阻R8後與處理晶片U的IN管腳相連接、負極經電感L1後與處理晶片U的COMP管腳相連接的極性電容C6，一端與三極體VT2的基極相連接、另一端與處理晶片U的COMP管腳相連接的電阻R11，N極與三極體VT2的基極相連接、P極經電阻R9後與處理晶片U的B管腳相連接的二極體D5，正極與處理晶片U的B管腳相連接、負極經可調電阻R10後與三極體VT2的基極相連接的極性電容C7，串接在三極體VT2的發射極與處理晶片U的OUT管腳之間的電磁幹擾濾波電路，與處理晶片U的VC管腳相連接的二階低通濾波電路，串接在二階低通濾波電路與處理晶片U的IN管腳之間的信號帶寬調整電路，以及分別與處理晶片U的CS管腳、G管腳、CLK管腳和OUT管腳相連接的頻率誤差校正電路組成；所述三極體VT2的集電極接地；所述處理晶片U的GND管腳接地；所述處理晶片U的VC管腳與外部12V直流電源相連接。
所述信號帶寬調整電路由放大器P4，放大器P5，三極體VT7，三極體VT8，負極與放大器P4的正極相連接、正極與二階低通濾波電路相連接的極性電容C17，P極經電阻R26後與放大器P4的負極相連接、N極與三極體VT7的集電極相連接的二極體D12，正極與三極體VT7的發射極相連接、負極電阻R30後與放大器P5的正極相連接的極性電容C18，P極與放大器P5的負極相連接後接地、N極經電阻R31後與放大器P5的輸出端相連接的二極體D14，正極與放大器P5的輸出端相連接、負極與處理晶片U的IN管腳相連接的極性電容C21，負極與放大器P5的正極相連接、正極經電感L4後與三極體VT7的基極相連接的極性電容C19，一端與極性電容C19的正極相連接、另一端與三極體VT8的基極相連接的可調電阻R28，P極與放大器P4的輸出端相連接、N極三極體VT8的發射極相連接的二極體D13，以及正極經電阻R27後與放大器P4的輸出端相連接、負極經電阻R29後與三極體VT8的集電極相連接的極性電容C20組成；所述極性電容C18的負極接地；所述極性電容C19的正極還與放大器P4的負極相連接；所述三極體VT8的集電極還與放大器P5的輸出端相連接。
進一步的，所述電磁幹擾濾波電路由放大器P3，正極經電感L2後與放大器P3的正極相連接、負極與三極體VT2的發射極相連接的極性電容C12，一端與極性電容C12的正極相連接、另一端接地的電阻R19，P極經電阻R18後與極性電容C12的正極相連接、N極與放大器P3的輸出端相連接的二極體D9，正極與放大器P3的負極相連接、負極接地的極性電容C13，P極與放大器P3的輸出端相連接、N極經電感L3後與極性電容C13的負極相連接的二極體D10，負極與三極體VT6的基極相連接、正極經電阻R20後與極性電容C13的負極相連接的極性電容C14，負極與三極體VT5的集電極相連接、正極經電阻R21後與放大器P3的輸出端相連接的極性電容C15，一端與三極體VT6的集電極相連接、另一端與三極體VT5的基極相連接的可調電阻R25，P極經電阻R24後與三極體VT5的發射極相連接、N極與三極體VT5的基極相連接後接地的二極體D11，以及正極電阻R22後與接收15的正極相連接、負極經電阻R23後與二極體D11的P極相連接的極性電容C16組成；所述三極體VT6的發射極接地、其集電極與極性電容C15的正極相連接；所述三極體VT5的基極還與處理晶片U的OUT管腳相連接。
所述二階低通濾波電路由放大器P1，三極體VT1，場效應管MOS，正極經電阻R4後與三極體VT1的基極相連接、負極作為二階低通濾波電路的輸入端的極性電容C3，負極與放大器P1的正極相連接、正極經電阻R3後與三極體VT1的集電極相連接的極性電容C2，P極與場效應管MOS的漏極相連接、N極與極性電容C2的負極相連接的二極體D2，正極與場效應管MOS的柵極相連接、負極經電阻R2後與三極體VT1的集電極相連接的極性電容C1，N極與場效應管MOS的源極相連接、P極與處理晶片U的VC管腳相連接的穩壓二極體D1，一端與穩壓二極體D1的P極相連接、另一端與接地的電阻R1，P極與三極體VT1的集電極相連接、N極與三極體VT1的發射極相連接的二極體D3，P極與放大器P1的負極相連接、N極經電阻R5後與放大器P1的輸出端相連接的二極體D4，正極經電阻R6後與放大器P1的負極相連接、負極與放大器P1的輸出端相連接的極性電容C4，以及正極電阻R7後與放大器P1的輸出端相連接、負極接地的極性電容C5組成；所述極性電容C2的負極接地；所述放大器P1的正極還與極性電容C3的正極相連接、其輸出端還分別與三極體VT1的發射極和極性電容C17的正極相連接、其負極接地。
所述頻率誤差校正電路由放大器P2，三極體VT3，三極體VT4，P極與處理晶片U的CS管腳相連接、N極與三極體VT4的基極相連接的二極體D6，正極與處理晶片U的G管腳相連接、負極與三極體VT4的發射極相連接的極性電容C10，P極經電阻R15後與三極體VT4的發射極相連接、N極與三極體VT3的集電極相連接的二極體D8，負極與三極體VT4的發射極相連接、正極經電阻R17後與三極體VT3的集電極相連接的極性電容C11，一端與三極體VT3的集電極相連接後接地、另一端與三極體VT3的基極相連接的可調電阻R16，P極與三極體VT3的基極相連接、N極經電阻R14後與放大器P2的輸出端相連接的二極體D7，正極電阻R13後與放大器P2的負極相連接、負極與放大器P2的輸出端相連接的極性電容C9，以及正極與放大器P2的正極相連接、負極經電阻R12後與放大器P2的輸出端相連接的極性電容C8組成；所述三極體VT4的集電極接地；所述三極體VT3的基極還與放大器P2的負極相連接、其發射極與處理晶片U的CLK管腳相連接；所述放大器P2的正極與處理晶片U的OUT管腳相連接、其輸出端則作為頻率誤差校正電路的輸出端。
為了本發明的實際使用效果，所述處理晶片U則優先採用了MB40978集成晶片來實現。
本發明與現有技術相比具有以下優點及有益效果：
(1)本發明的能對信號中的低頻幹擾信號進行消除或抑制，並能對抗幹擾處理後的信號的頻點進行放大，使信號更平穩；並且本發明還能對數據信號中的多栽波信號的相位和頻率誤差進行校正，從而提高了本發明對信號處理的效果，有效的確保了數據處理中心得到的汙水數據信息的準確性，並且確保了排汙網監控人員能準確的了解汙水管內的汙水信息。
(2)本發明能對信號的頻率帶寬進行調整，能對信號中的微弱電流信號或電荷信號進行放大，使信號更加穩定，從而提高了本發明對信號處理的準確性。
(3)本發明能對信號在傳輸過程中驅動波形產生的偏磁和電路參數以及電磁波而產生的電磁幹擾進行抑制，使採樣信號波頻與輸入信號的波頻保持一致，從而確保了本發明對信號處理的準確性。
(4)本發明的處理晶片U則優先採用了MB40978集成晶片來實現，該晶片與外圍電路相結合，能有效的提高本發明的穩定性和可靠性。
附圖說明
圖1為本發明的整體結構框圖。
圖2為本發明的電磁幹擾濾波電路的電路結構示意圖。
圖3為本發明的信號帶寬調整電路的電路結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
如圖1所示，本發明主要由處理晶片U，三極體VT2，電阻R8，電阻R9，可調電阻R10，電阻R11，極性電容C6，極性電容C7，電感L1，二極體D5，信號帶寬調整電路，電磁幹擾濾波電路，二階低通濾波電路，以及頻率誤差校正電路組成。
連接時，極性電容C6的正極經電阻R8後與處理晶片U的IN管腳相連接，負極經電感L1後與處理晶片U的COMP管腳相連接。電阻R11的一端與三極體VT2的基極相連接，另一端與處理晶片U的COMP管腳相連接。二極體D5的N極與三極體VT2的基極相連接，P極經電阻R9後與處理晶片U的B管腳相連接。極性電容C7的正極與處理晶片U的B管腳相連接，負極經可調電阻R10後與三極體VT2的基極相連接。電磁幹擾濾波電路串接在三極體VT2的發射極與處理晶片U的OUT管腳之間。二階低通濾波電路與處理晶片U的VC管腳相連接。信號帶寬調整電路串接在二階低通濾波電路與處理晶片U的IN管腳之間。頻率誤差校正電路分別與處理晶片U的CS管腳、G管腳、CLK管腳和OUT管腳相連接。
所述三極體VT2的集電極接地；所述處理晶片U的GND管腳接地；所述處理晶片U的VC管腳與外部12V直流電源相連接。
實施時，為了本發明的實際使用效果，所述處理晶片U則優先採用了性能穩定，並且具有過熱保護、過流保護和處理準確的MB40978集成晶片來實現。同時，所述的極性電容C6、電感L1、可調電阻R10、二極體D5和三極體VT2共同形成了抗電磁幹擾濾波器，該抗電磁幹擾濾波器能對處理晶片U外圍的電磁波幹擾信號進行消除或抑制，使處理晶片U在比對信號進行處理時不會受到外界電磁波信號的幹擾，能有效的提高處理晶片U對信號處理的準確性。所述的二階低通濾波電路的輸入端在運行時則通過數據線與大數據的排汙網監測裝置中的區域信號收發系統的信號輸出端相連接；而所述的頻率誤差校正電路的輸出端則通過數據線與大數據的排汙網監測裝置中的大數據處理中心相連接。
進一步的，所述二階低通濾波電路由放大器P1，三極體VT1，場效應管MOS，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，極性電容C1，極性電容C2，極性電容C3，極性電容C4，極性電容C5，穩壓二極體D1，二極體D2，二極體D3，以及二極體D4組成。
連接時，極性電容C3的正極經電阻R4後與三極體VT1的基極相連接，負極作為二階低通濾波電路的輸入端並與區域信號收發系統相連接。極性電容C2的負極與放大器P1的正極相連接，正極經電阻R3後與三極體VT1的集電極相連接。二極體D2的P極與場效應管MOS的漏極相連接，N極與極性電容C2的負極相連接。
其中，極性電容C1的正極與場效應管MOS的柵極相連接，負極經電阻R2後與三極體VT1的集電極相連接。穩壓二極體D1的N極與場效應管MOS的源極相連接，P極與處理晶片U的VC管腳相連接。電阻R1的一端與穩壓二極體D1的P極相連接，另一端與接地。二極體D3的P極與三極體VT1的集電極相連接，N極與三極體VT1的發射極相連接。
同時，二極體D4的P極與放大器P1的負極相連接，N極經電阻R5後與放大器P1的輸出端相連接。極性電容C4的正極經電阻R6後與放大器P1的負極相連接，負極與放大器P1的輸出端相連接。極性電容C5的正極電阻R7後與放大器P1的輸出端相連接，負極接地。
所述極性電容C2的負極接地；所述放大器P1的正極還與極性電容C3的正極相連接，其輸出端還分別與三極體VT1的發射極和極性電容C17的正極相連接，其負極接地。
運行時，該二階低通濾波電路的極性電容C3，極性電容C2，電阻R3和電阻R4共同形成了雙階濾波器，該雙階濾波器對信號過濾性能穩定，能對信號中的低頻幹擾信號進行有效的消除或抑制。同時，二階低通濾波電路中的放大器P1，二極體D4，極性電容C4，電阻R5和電阻R6形成了信號放大器，該信號放大器能對抗幹擾處理後的信號的頻點進行放大，使信號更平穩，從而該二階低通濾波電路能實現對信號進的有效過濾波和放大，能有效的提高本發明對信號處理的效果。
更進一步地，所述頻率誤差校正電路由放大器P2，三極體VT3，三極體VT4，電阻R12，電阻R13，電阻R14，電阻R15，可調電阻R16，電阻R17，極性電容C8，極性電容C9，極性電容C10，極性電容C11，二極體D6，二極體D7，以及二極體D8組成。
連接時，二極體D6的P極與處理晶片U的CS管腳相連接，N極與三極體VT4的基極相連接。極性電容C10的正極與處理晶片U的G管腳相連接，負極與三極體VT4的發射極相連接。二極體D8的P極經電阻R15後與三極體VT4的發射極相連接，N極與三極體VT3的集電極相連接。極性電容C11的負極與三極體VT4的發射極相連接，正極經電阻R17後與三極體VT3的集電極相連接。
其中，可調電阻R16的一端與三極體VT3的集電極相連接後接地，另一端與三極體VT3的基極相連接。二極體D7的P極與三極體VT3的基極相連接，N極經電阻R14後與放大器P2的輸出端相連接。極性電容C9的正極電阻R13後與放大器P2的負極相連接，負極與放大器P2的輸出端相連接。極性電容C8的正極與放大器P2的正極相連接，負極經電阻R12後與放大器P2的輸出端相連接。
所述三極體VT4的集電極接地；所述三極體VT3的基極還與放大器P2的負極相連接，其發射極與處理晶片U的CLK管腳相連接；所述放大器P2的正極與處理晶片U的OUT管腳相連接，其輸出端則作為頻率誤差校正電路的輸出端並與大數據的排汙網監測裝置中的大數據處理中心相連接。
運行時，該頻率誤差校正電路的二極體D6，二極體D8，極性電容C10，極性電容C11，電阻R15，電阻R17和三極體VT3形成了信號檢波電路，該電路能對處理晶片U所輸出的數據信號中的多栽波的相位和頻率進行檢測，當其檢測的多栽波的相位和頻率的電波值與基準多栽波的相位和頻率的電波值不一致使，該頻率誤差校正電路的放大器P2，可調電阻R16，極性電容C8，極性電容C9和二極體D7形成的協調電路則對多栽波的相位和頻率進行調整使採樣多栽波的相位和頻率與基準多栽波的相位和頻率相同，使處理晶片U輸出端數據信號能穩定和準確的傳輸給大數據處理中心，從而該頻率誤差校正電路能有效的提高處理晶片U輸出的數據信號的穩定性和準確性。
如圖2所示，所述電磁幹擾濾波電路由放大器P3，電阻R18，電阻R19，電阻R20，電阻R21，電阻R22，電阻R23，電阻R24，可調電阻R25，極性電容C12，極性電容C13，極性電容C14，極性電容C15，極性電容C16，二極體D9，二極體D10，二極體D11，電感L2，以及電感L3組成。
連接時，極性電容C12的正極經電感L2後與放大器P3的正極相連接，負極與三極體VT2的發射極相連接。電阻R19的一端與極性電容C12的正極相連接，另一端接地。二極體D9的P極經電阻R18後與極性電容C12的正極相連接，N極與放大器P3的輸出端相連接。極性電容C13的正極與放大器P3的負極相連接，負極接地。
其中，二極體D10的P極與放大器P3的輸出端相連接，N極經電感L3後與極性電容C13的負極相連接。極性電容C14的負極與三極體VT6的基極相連接，正極經電阻R20後與極性電容C13的負極相連接。極性電容C15的負極與三極體VT5的集電極相連接，正極經電阻R21後與放大器P3的輸出端相連接。可調電阻R25的一端與三極體VT6的集電極相連接，另一端與三極體VT5的基極相連接。
同時，二極體D11的P極經電阻R24後與三極體VT5的發射極相連接，N極與三極體VT5的基極相連接後接地。極性電容C16的正極電阻R22後與接收15的正極相連接，負極經電阻R23後與二極體D11的P極相連接。所述三極體VT6的發射極接地，其集電極與極性電容C15的正極相連接；所述三極體VT5的基極還與處理晶片U的OUT管腳相連接。
實施時，該電磁幹擾濾波電路的放大器P3，電感L2，極性電容C12，極性電容C13和二極體D9形成的消磁電路，該消磁電路能對信號在傳輸過程中驅動波形產生的偏磁和電路參數以及電磁波而產生的電磁幹擾進行抑制；而該電磁幹擾濾波電路的三極體VT5，三極體VT6可調電阻R25，二極體D11，極性電容C15和電阻R24形成的頻率調節電路，該頻率調節電路能對採樣信號的波頻進行調整，使使採樣信號波頻與輸入信號的波頻保持一致，從而確保了本發明對信號處理的準確性。
如圖3所示，所述信號帶寬調整電路由放大器P4，放大器P5，三極體VT7，三極體VT8，電阻R26，電阻R27，可調電阻R28，電阻R29，電阻R30，電阻R31，極性電容C17，極性電容C18，極性電容C19，極性電容C20，極性電容C21，電感L4，二極體D12，二極體D13，以及二極體D14組成。
連接時，極性電容C17的負極與放大器P4的正極相連接，正極與二階低通濾波電路相連接。二極體D12的P極經電阻R26後與放大器P4的負極相連接，N極與三極體VT7的集電極相連接。極性電容C18的正極與三極體VT7的發射極相連接，負極電阻R30後與放大器P5的正極相連接。二極體D14的P極與放大器P5的負極相連接後接地，N極經電阻R31後與放大器P5的輸出端相連接。
其中，極性電容C21的正極與放大器P5的輸出端相連接，負極與處理晶片U的IN管腳相連接。極性電容C19的負極與放大器P5的正極相連接，正極經電感L4後與三極體VT7的基極相連接。可調電阻R28的一端與極性電容C19的正極相連接，另一端與三極體VT8的基極相連接。
同時，二極體D13的P極與放大器P4的輸出端相連接，N極三極體VT8的發射極相連接。極性電容C20的正極經電阻R27後與放大器P4的輸出端相連接，負極經電阻R29後與三極體VT8的集電極相連接。所述極性電容C18的負極接地；所述極性電容C19的正極還與放大器P4的負極相連接；所述三極體VT8的集電極還與放大器P5的輸出端相連接。
運行時，本發明為了對信號的頻率帶寬進行調整，能對信號中的微弱電流信號或電荷信號進行放大，使信號更加穩定，因此在二階低通濾波電路與處理晶片U的IN管腳之間設置了信號帶寬調整電路。該信號帶寬調整電路的極性電容C17，放大器P4，電感L4，電阻R26，電阻R30，二極體D12和極性電容C18形成了一個放大電路，該放大電路能地信號的頻點進行放大，使頻率的帶寬更寬，使採樣信號與輸入信號的頻率保持一致；該信號帶寬調整電路的放大器P5，可調電阻R28和極性電容C21形成的濾波調整電路，該濾波調整電路對信號的微弱電流信號或電荷信號進行調整，使電流信號或電荷信號更平穩，並對通過電荷和電流調整後的信號進行過濾，有效的濾出調整後的信號中高頻幹擾信號，使信號更乾淨，從而該信號帶寬調整電路能有效的對輸入信號進行調整，能有效的提高本發明對信號處理的準確性。
如上所述，便可以很好的實現本發明。