一種具有人工比測(cè)功能的多通道復(fù)用信號(hào)自動(dòng)采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工程監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種具有人工比測(cè)功能的多通道復(fù)用信號(hào)自動(dòng)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著堤壩、橋梁、建筑等工程監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，功能簡(jiǎn)單、通道類型單一、自動(dòng)化程度低的采集裝置已不能滿足工程監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)需求，傳感器信號(hào)采集裝置開始向多樣化和智能化方向發(fā)展。雖然傳感器信號(hào)自動(dòng)采集裝置的可靠性越來(lái)越高，但人工比測(cè)功能為采集裝置提供數(shù)據(jù)對(duì)比及數(shù)據(jù)補(bǔ)充，具有重要的實(shí)際意義，在工程監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)沿用至今。
[0003]目前應(yīng)用于工程安全監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器信號(hào)采集裝置人工比測(cè)功能的主要情況如下:
[0004](I)機(jī)械人工比測(cè)。采用人工旋轉(zhuǎn)機(jī)械開關(guān)切換傳感器信號(hào)至人工比測(cè)接口，通過(guò)人工旋轉(zhuǎn)開關(guān)對(duì)各傳感器通道依次逐個(gè)導(dǎo)通，運(yùn)用的機(jī)械觸電可靠性低，接線及操作耗時(shí)長(zhǎng)，且只能對(duì)同一種類型的傳感器進(jìn)行比測(cè)。
[0005](2)單一類型傳感器的電子人工比測(cè)。采用單一類型傳感器信號(hào)采集裝置增加人工比測(cè)電路，可以對(duì)同一種類型的傳感器信號(hào)進(jìn)行采集及人工比測(cè)，可是目前工程現(xiàn)場(chǎng)的通常需要采集幾種不同類型的傳感器信號(hào)，當(dāng)使用多個(gè)不同類型的傳感器采集裝置時(shí)，會(huì)造成集成程度低，不便于現(xiàn)場(chǎng)操作和遠(yuǎn)程控制，這類具有人工比測(cè)的傳感器采集裝置無(wú)法解決多種傳感器同時(shí)采集及人工比測(cè)的情況。
[0006]由于工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器種類及數(shù)量較多，以上提到的兩種主流方式已不能滿足工程監(jiān)測(cè)易操控、高效率及自動(dòng)化的發(fā)展需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提供一種具有人工比測(cè)功能的多通道復(fù)用信號(hào)自動(dòng)采集裝置，通過(guò)多通道復(fù)用及嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)同一裝置自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、傳輸及人工比測(cè)多路不同類型傳感器信號(hào)，解決工程監(jiān)測(cè)設(shè)備采集形式單一、通道數(shù)較少、智能化程度低的問(wèn)題，具有尚可靠性、功能強(qiáng)、效率1?的特點(diǎn)。
[0008]一種具有人工比測(cè)功能的多通道復(fù)用信號(hào)自動(dòng)采集裝置，包括微處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、傳感器接口、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、顯示模塊，其特征在于:還包括通道切換模塊、人工比測(cè)模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊、通道切換模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、顯示模塊及人工比測(cè)模塊與微處理器連接，人工比測(cè)模塊、多個(gè)傳感器接口與通道切換模塊連接，每一傳感器接口用于與振弦式傳感器、差阻式傳感器、電壓信號(hào)傳感器、RS485信號(hào)傳感器連接，傳感器信號(hào)通過(guò)傳感器接口輸入到通道切換模塊，所述通道切換模塊選擇通斷后傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)人工比測(cè)模塊接入對(duì)應(yīng)的傳感器讀數(shù)儀。
[0009]進(jìn)一步的，所述微處理器用于發(fā)送控制指令控制通道切換模塊中繼電器的信號(hào)通斷，選擇數(shù)據(jù)采集模塊中對(duì)應(yīng)傳感器類型的采集電路進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換后輸入到微處理器，數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器的嵌入式系統(tǒng)處理后，保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，經(jīng)過(guò)顯示模塊將傳感器的數(shù)據(jù)通過(guò)軟件界面顯示，并通過(guò)通信模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)終端設(shè)備，由數(shù)據(jù)終端設(shè)備的軟件界面顯不O
[0010]進(jìn)一步的，所述微處理器包括數(shù)據(jù)分析單元、控制單元、數(shù)據(jù)采集接口單元、數(shù)據(jù)交互單元，所述控制單元、數(shù)據(jù)采集接口單元、數(shù)據(jù)交互單元均與所述數(shù)據(jù)分析單元連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)分析單元，用于對(duì)采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行不同類型傳感信號(hào)的分類和組幀處理，并對(duì)接收的配置參數(shù)進(jìn)行解析；所述控制單元，用于接收數(shù)據(jù)分析單元解析后的配置參數(shù)，將參數(shù)轉(zhuǎn)換成邏輯指令及開關(guān)信號(hào)，對(duì)通道切換模塊及人工比測(cè)模塊進(jìn)行控制；所述數(shù)據(jù)采集接口單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析單元；所述數(shù)據(jù)交互單元，用于實(shí)現(xiàn)微處理器與外圍各模塊的數(shù)據(jù)交互的通信協(xié)議及驅(qū)動(dòng)配置，還用于與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊及通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并且運(yùn)行各自不同的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0012]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括振弦式信號(hào)采集單元、差阻式信號(hào)采集單元、電壓信號(hào)采集單元、RS485信號(hào)采集單元；振弦式信號(hào)采集單元包括激振電路、放大濾波電路、比較整形電路、光耦隔離電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，差阻式信號(hào)采集單元包括恒流源電路、橋式電路、差分放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路；電壓信號(hào)采集單元包括差分放大電路、電壓偏離電路和A/D轉(zhuǎn)換電路；RS485信號(hào)采集單元包括光耦隔離電路和電平信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。
[0013]進(jìn)一步的，所述人工比測(cè)模塊包括譯碼電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、繼電器通斷電路、隔離電路、數(shù)碼管顯示電路，譯碼電路與微處理器I連接，用于接收微處理器輸出的控制指令，繼電器通斷電路與通道切換模塊連接，用于接收通道切換模塊傳送的傳感器信號(hào)，譯碼電路通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)電路與繼電器通斷電路連接，繼電器通斷電路與多個(gè)隔離電路連接，多個(gè)隔離電路用于與對(duì)應(yīng)的傳感器讀數(shù)儀連接。
[0014]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括EEPROM和CF卡。
[0015]進(jìn)一步的，所述通信模塊包括以太網(wǎng)通信單元、WIFI通信單元、USB單元、串口單元、CAN總線單元、485通信單元、GPRS通信單元。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:
[0017]1、本實(shí)用新型可以使用統(tǒng)一的傳感器接口接入多種不同類型的傳感器，實(shí)現(xiàn)不同類型傳感器信號(hào)的采集、存儲(chǔ)、傳輸及人工比測(cè)，解決工程監(jiān)測(cè)設(shè)備采集形式單一的問(wèn)題。
[0018]2、本實(shí)用新型通過(guò)多通道復(fù)用實(shí)現(xiàn)多路傳感器信號(hào)采集，實(shí)現(xiàn)不同傳感器采集電路的分時(shí)復(fù)用，減少電路的冗余和重復(fù)，解決工程監(jiān)測(cè)設(shè)備通道數(shù)較少、接線復(fù)雜等問(wèn)題。
[0019]3、本實(shí)用新型采用微處理器的嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)采集通道、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、可視化操作的集中控制，提高裝置的可靠性和智能化程度。
[0020]4、本實(shí)用新型采用IXD觸摸屏顯示本地配置的軟件界面，實(shí)現(xiàn)裝置的現(xiàn)場(chǎng)可操作性、靈活性和可配置性。
[0021]5、本實(shí)用新型兼容多種數(shù)據(jù)傳輸方式，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的有線和遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型具有人工比測(cè)功能的多通道復(fù)用信號(hào)自動(dòng)采集裝置其中一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中微處理器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中數(shù)據(jù)采集模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中人工比測(cè)模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:I一微處理器，2—數(shù)據(jù)采集模塊，3—通道切換模塊，4一傳感器接口，5—通信模塊，6—數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，7—顯示模塊，8—人工比測(cè)模塊，11一數(shù)據(jù)分析單元，12—控制單元，13—數(shù)據(jù)采集接口單元，14一數(shù)據(jù)交互單元，21—振弦式信號(hào)采集單元，22—差阻式?目號(hào)米集單兀，23一電壓彳目號(hào)米集單兀，24一RS485彳目號(hào)米集單兀，81—譯碼電路，82一繼電器驅(qū)動(dòng)電路，83—繼電器通斷電路，84—隔離電路，85—數(shù)碼管顯示電路。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0028]請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型具有人工比測(cè)功能的多通道復(fù)用信號(hào)自動(dòng)采集裝置的其中一實(shí)施例包括微處理器1、數(shù)據(jù)采集模塊2、通道切換模塊3、傳感器接口 4、通信模塊5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6、顯示模塊7、人工比測(cè)模塊8。所述數(shù)據(jù)采集模塊2、通道切換模塊3、通信模塊5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6、顯示模塊7、人工比測(cè)模塊8與微處理器I連接，人工比測(cè)模塊8、多個(gè)傳感器接口 4與通道切換模塊3連接。
[0029]不同類型的傳感器信號(hào)可通過(guò)統(tǒng)一的傳感器接口 4輸入到通道切換模塊3，經(jīng)過(guò)微處理器I發(fā)送的指令控制通道切換模塊3中繼電器的信號(hào)通斷，選擇數(shù)據(jù)采集模塊6中對(duì)應(yīng)傳感器類型的采集電路進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換后輸入到微處理器I，數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器I的嵌入式系統(tǒng)處理后，保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6，經(jīng)過(guò)顯示模塊7將傳感器的數(shù)據(jù)通過(guò)軟件界面顯示出來(lái)，并通過(guò)通信模塊5發(fā)送到PC機(jī)等數(shù)據(jù)終端設(shè)備，由終端設(shè)備的軟件界面顯示。
[0030]操作人員可通過(guò)顯示模塊7觸摸操作軟件界面，對(duì)該裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)配置，配置的參數(shù)經(jīng)過(guò)顯示模塊7傳輸?shù)轿⑻幚砥鱅處理，并將處理后的指令發(fā)送到通道切換模塊3及人工比測(cè)模塊；操作人員可也通過(guò)操作PC機(jī)等數(shù)據(jù)終端設(shè)備的軟件界面，對(duì)該裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程配置，配置的參數(shù)經(jīng)過(guò)通信模塊5發(fā)送到微處理器I處理，并將處理后的指令發(fā)送到通道切換模塊3及人工比測(cè)模塊。
[0031]所述微處理器I是該裝置的處理核心，請(qǐng)進(jìn)一步參考圖2，所述微處理器I包括數(shù)據(jù)分析單元11、控制單元12、數(shù)據(jù)采集接口單元13、數(shù)據(jù)交互單元14，所述控制單元12、數(shù)據(jù)采集接口單元13、數(shù)據(jù)交互單元14均與所述數(shù)據(jù)分析單元11連接。所述微處理器I在嵌入式系統(tǒng)的操作環(huán)境下運(yùn)行數(shù)據(jù)分析單元11、控制單元12、數(shù)據(jù)采集接口單元13、數(shù)據(jù)交互單元14。
[0032]所述數(shù)據(jù)分析單元11，用于運(yùn)行本地配置軟件，即顯示模塊呈現(xiàn)的操作軟件，該單元將運(yùn)行和維護(hù)軟件的數(shù)據(jù)更新、參數(shù)配置、界面顯示等功能；另一方面對(duì)采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行不同類型傳感信號(hào)的分類和組幀處理，并對(duì)接收的配置參數(shù)進(jìn)行解析，包括通道總數(shù)、通道類型、超時(shí)時(shí)間、通信方式、測(cè)量方式、定時(shí)測(cè)量時(shí)間等參數(shù)。
[0033]所述控制單元12，用于接收數(shù)據(jù)分析單元11解析后的配置參數(shù)，將參數(shù)轉(zhuǎn)換成邏輯指令及開關(guān)信號(hào)，對(duì)通道切換模塊3及