專利名稱：一種可在線設(shè)置的通用測(cè)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及環(huán)境因子測(cè)控裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種可在線設(shè)置的通用測(cè)控裝置。
背景技術(shù)：
隨著自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展，儀器及檢測(cè)技術(shù)已成為促進(jìn)當(dāng)代生產(chǎn)的主流環(huán)節(jié)，同時(shí)也是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和經(jīng)營(yíng)管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，沒有性能好、功能多、精度高、質(zhì)量可靠的儀器測(cè)控到各種有關(guān)的信息，要實(shí)現(xiàn)高水平的自動(dòng)化是不可能的。
目前，測(cè)控儀器的功能已由原來(lái)的單功能和單用途的結(jié)構(gòu)模式，向著多功能化、通用型的方向迅速發(fā)展，如在溫室測(cè)控領(lǐng)域，就需要同時(shí)采集多個(gè)不同類型參數(shù)(如溫度、濕度、CO2和光照強(qiáng)度等)進(jìn)行融合處理。然而當(dāng)前測(cè)控裝置普遍存在功能單一化，即每臺(tái)裝置只能測(cè)出一個(gè)傳感類型參數(shù)，對(duì)于需要同時(shí)測(cè)出多個(gè)傳感類型的場(chǎng)合就需要多臺(tái)測(cè)控裝置，這不但增加了成本，也帶來(lái)很大的麻煩。目前多傳感集成傳感裝置的集成方式還沒有固定模式，市場(chǎng)上有一類多傳感芯片集成裝置，就是在同一芯片上將眾多同一類型的單個(gè)傳感器件集成為一維線型、二維陣列型傳感器，該集成方式一旦固定下來(lái)，其傳感類型和檢測(cè)參數(shù)就不能隨意更改了，而且由于集成于同一芯片中，只能檢測(cè)空間某一局部被測(cè)對(duì)象，因此要應(yīng)用于不同場(chǎng)合時(shí)，得重新進(jìn)行硬軟件開發(fā)，增加了成本與開發(fā)時(shí)間。根據(jù)目前社會(huì)發(fā)展的需求，作為一種智能儀器，若不能滿足常更改測(cè)控路數(shù)及傳感器類型的要求，這種智能測(cè)控儀器的可用性就受到很大限制。因此，如何快速滿足多種不同傳感類型以適用于多種應(yīng)用場(chǎng)合，且可以在線隨時(shí)更改測(cè)試通道數(shù)和不同類型的傳感器，甚至具有自動(dòng)識(shí)別的功能，正是當(dāng)智能測(cè)量?jī)x器急待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，針對(duì)目前對(duì)測(cè)控技術(shù)的趨勢(shì)及需求，提供一種簡(jiǎn)單易用、可在線設(shè)置的通用測(cè)控裝置。
本實(shí)用新型所述一種可在線設(shè)置的通用測(cè)控裝置，通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)它由外殼和內(nèi)置電路相互連接組成，所述電路由主機(jī)電路、人機(jī)聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相互電氣連接而成，其中，主機(jī)電路分別通過(guò)信號(hào)線與人機(jī)聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相電氣連接。
本實(shí)用新型的工作原理是針對(duì)現(xiàn)實(shí)所需測(cè)量的傳感類型參數(shù)，可先在程序中設(shè)定這些參數(shù)(如有溫度、濕度、CO2和光照等)，如果事后還需增加或減少不同傳感類型參數(shù)的數(shù)目，只要很簡(jiǎn)單地修改一下程序里面的參數(shù)設(shè)定即可。本實(shí)用新型可以放置在使用現(xiàn)場(chǎng)，由于其通用性，可以在較大范圍內(nèi)接上現(xiàn)場(chǎng)提供的不同傳感類型的外置傳感器電路，接收傳感器電路輸入信號(hào)(可以有模擬、數(shù)字、開關(guān)等不同信號(hào))，通電后，在液晶屏幕上就顯示了原先設(shè)定好的打開的通道及其事先接好對(duì)應(yīng)的傳感類型參數(shù)，緊接著顯示測(cè)量值。在現(xiàn)有的傳感類型參數(shù)數(shù)目的前提下，傳感器電路根據(jù)測(cè)量需要，隨時(shí)需要改變到不同的位置，便于得到所需要的測(cè)量值，這時(shí)可以把傳感器電路接入到相對(duì)其所放位置較直接的裝置上外部接口，很快、很方便的通過(guò)鍵盤按鈕來(lái)操作完成；按下Ctrl和Set鍵組合鍵，把輸入模塊所接入的通道設(shè)為對(duì)應(yīng)的傳感類型參數(shù)，再有如果某些通道暫時(shí)不需要或者增加現(xiàn)有的傳感類型參數(shù)數(shù)目時(shí)需要打開更多的通道，就可按下Ctrl和Select組合鍵，關(guān)閉或者打開對(duì)應(yīng)的通道即可，在線修改完所需要的功能，然后按下Enter鍵，就把設(shè)定結(jié)果存入通過(guò)I2C總線連接到單片機(jī)上的在線擦除可編程存儲(chǔ)器中了，這就很容易地可實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的功能。本實(shí)用新型還可以通過(guò)RS232接口與微機(jī)相連，在微機(jī)上顯示測(cè)量值，以檢驗(yàn)程序和檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，之后根據(jù)需要通過(guò)輸出模塊發(fā)出信號(hào)以控制外部設(shè)備。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1.本實(shí)用新型集成度高，體積小，重量輕，成本低，安裝方便(只需把輸入模塊接到相對(duì)應(yīng)的接口即可)及使用簡(jiǎn)單，綜合地應(yīng)用了傳感技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)等多學(xué)科的知識(shí)。
2.本實(shí)用新型有很好的通用性，可以接收采集到的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)(頻率信號(hào))和開關(guān)信號(hào)，處理各種信號(hào)時(shí)互不影響。
3.本實(shí)用新型可方便、快速地在線根據(jù)需要隨時(shí)更改傳感類型參數(shù)數(shù)目和使用通道數(shù)目，減少了開發(fā)成本和增加了使用的通用性和實(shí)用性。
4.本實(shí)用新型以單片機(jī)控制模塊為核心，利用單片機(jī)系統(tǒng)模塊編程靈活的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、多類型信號(hào)的數(shù)據(jù)處理和控制，具有很好的功能擴(kuò)展性。
5.本實(shí)用新型抗干擾能力強(qiáng)，利用軟件同步雙分界點(diǎn)的測(cè)頻測(cè)周集成高精度測(cè)頻方法，得到測(cè)量結(jié)果精度高，測(cè)量范圍廣。濕度測(cè)量范圍10～100％RH，精度±3％RH；溫度測(cè)量范圍0～40℃，精度±1.0℃；CO2測(cè)量范圍0～1‰，精度±0.05‰。


圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型中鍵盤設(shè)置與選擇子函數(shù)流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不限于此。
如圖1所示，主機(jī)電路分別通過(guò)信號(hào)線與人機(jī)聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相電氣連接。電源模塊把220V交流變成5V直流，供給各個(gè)功能模塊。主機(jī)電路是本實(shí)用新型的智能核心部分，負(fù)責(zé)程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及整個(gè)程序的運(yùn)行，同時(shí)采用EEPROM(24C64)芯片在線設(shè)置并保存接入傳感器的一些參數(shù)。輸入模塊可接收模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、開關(guān)信號(hào)，其中模擬信號(hào)需經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換再進(jìn)入單片機(jī)處理。
如圖2所示，主機(jī)電路由89C55/89C52單片機(jī)、6264RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、2464EEPROM存儲(chǔ)芯片組成，其中，2464EEPROM存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)傳感參數(shù)設(shè)置、上下限值設(shè)置以及通道打開關(guān)閉的在線設(shè)置結(jié)果。人機(jī)聯(lián)系功能模塊由液晶顯示屏和鍵盤相互電氣連接組成，液晶顯示屏選用信利公司的G12864型號(hào)；鍵盤是由四個(gè)獨(dú)立式按鍵再加1個(gè)復(fù)位鍵組成的，鍵盤、74LS260芯片、74LS244芯片和單片機(jī)依次電氣連接。鍵盤結(jié)合一塊74LS260芯片和一塊74LS244芯片，實(shí)現(xiàn)了鍵盤的在線設(shè)置功能。輸出模塊由一塊鎖存器芯片(74HC373-2)提供的四個(gè)輸出口與繼電器電氣連接組成，繼電器選用SANYOU的SYS1-S-105L型號(hào)。通訊模塊主要由MAX232E芯片與單片機(jī)電氣連接來(lái)實(shí)現(xiàn)與微機(jī)通訊功能。輸入模塊包括6N137光電耦合器和4051選通芯片，6N137光電耦合器、4051選通芯片和單片機(jī)依次相電氣連接，輸入信號(hào)通過(guò)6N137光電耦合器進(jìn)行通道信號(hào)抗干擾處理，能接收模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)(頻率信號(hào))、開關(guān)信號(hào)等不同類型的傳感參數(shù)信號(hào)。電源模塊包括外部變壓器、保險(xiǎn)絲、開關(guān)按鈕及穩(wěn)壓電路通過(guò)電線連接組成。
本實(shí)施例的工作原理如下本實(shí)施例設(shè)計(jì)了8個(gè)信號(hào)輸入通道，傳感電路產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)通過(guò)6N137光電耦合器抗干擾處理后，由一塊4051芯片來(lái)選通進(jìn)入單片機(jī)的某個(gè)通道信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)分析和處理后，在液晶屏中顯示結(jié)果。其中可在線設(shè)置功能由鍵盤和液晶顯示屏來(lái)實(shí)現(xiàn)。按鍵所輸出開關(guān)信號(hào)通過(guò)74LS244芯片接到單片機(jī)的數(shù)據(jù)口上，采用中斷方式電路，把所有按鍵連接到或非門(74LS260)，或非后接到單片機(jī)的外部中斷口INT1。這樣如果按下任一按鍵，便會(huì)在外部中斷口INT1產(chǎn)生一低電平。從而進(jìn)入中斷程序，通過(guò)74LS244芯片查詢確定按下的是哪些鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的功能塊。通過(guò)鍵盤在線設(shè)置參數(shù)后，可把設(shè)置結(jié)果存到通過(guò)I2C總線接到單片機(jī)上的24C64芯片，為了檢驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的正確與否，可利用通訊模塊中的MAX232芯片把信號(hào)傳到計(jì)算機(jī)上來(lái)驗(yàn)證。當(dāng)需要控制外部一些受控設(shè)備時(shí)，可通過(guò)繼電器的輸出口接上受控設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的控制功能。本實(shí)施例的軟件設(shè)計(jì)主要包括24C64的讀寫、設(shè)置與選擇子程序。
如圖3所示，本實(shí)用新型中鍵盤設(shè)置與選擇子函數(shù)用于在線設(shè)置各通道的參數(shù)類型以及上下限，以進(jìn)行報(bào)警或控制。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際需要，先預(yù)測(cè)所需的測(cè)量參數(shù)并將其分度表輸入程序中，當(dāng)需要測(cè)量某一參數(shù)時(shí)，直接在某一通道接入傳感器，然后選中該通道，進(jìn)行參數(shù)類型設(shè)置、上下限值設(shè)置即可，用戶使用非常方便。在軟件設(shè)計(jì)上還實(shí)現(xiàn)了用于開啟關(guān)閉輸入通道，使用戶可根據(jù)需要連接一定數(shù)量相同或不同類型的傳感器，并將需要測(cè)量的通道打開。
為了使本實(shí)用新型盡量小型化、使用方便，把主機(jī)電路、人機(jī)聯(lián)系功能模塊、輸出模塊、通訊模塊通過(guò)電氣連接集成在一塊電路板上，電源模塊安裝在外殼的內(nèi)壁上，在外殼的外壁給輸入模塊提供簡(jiǎn)單方便的接口，只要各個(gè)信號(hào)輸入模塊接入接口即可，同時(shí)各個(gè)功能模塊由同一電源模塊供電。
如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.一種可在線設(shè)置的通用測(cè)控裝置，其特征是，它由外殼和內(nèi)置電路相互連接組成，所述電路由主機(jī)電路、人機(jī)聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相互電氣連接而成，其中，主機(jī)電路分別通過(guò)信號(hào)線與人機(jī)聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可在線設(shè)置的通用測(cè)控裝置，其特征是，所述人機(jī)聯(lián)系功能模塊由液晶顯示屏和鍵盤相互電氣連接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可在線設(shè)置的通用測(cè)控裝置，其特征是，所述鍵盤是由四個(gè)獨(dú)立式按鍵再加1個(gè)復(fù)位鍵組成，并依次與74LS260芯片、74LS244芯片和單片機(jī)相電氣連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可在線設(shè)置的通用測(cè)控裝置，其特征是，所述輸入模塊包括6N137光電耦合器和4051選通芯片，6N137光電耦合器、4051選通芯片和單片機(jī)依次相電氣連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種可在線設(shè)置的通用測(cè)控裝置，它由外殼和內(nèi)置電路相互連接組成，所述電路由主機(jī)電路、人機(jī)聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相互電氣連接而成，其中，主機(jī)電路分別通過(guò)信號(hào)線與人機(jī)聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相電氣連接。本實(shí)用新型可同時(shí)采集多種相同或不同傳感類型參數(shù)信號(hào)，可隨時(shí)增加、減少傳感器類型；在線設(shè)置傳感器類型參數(shù)、上下限值、開啟關(guān)閉通道。本實(shí)用新型具有集成度高，體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，使用范圍廣，使用方便，測(cè)量精度高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N35/00GK2660537SQ200320119128
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者劉桂雄, 洪曉斌, 呂藝行 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)