水利數(shù)據(jù)采集器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型設(shè)計了一種水利數(shù)據(jù)采集器，采集器支持雙通道同時采樣，雙通道分別為脈沖和模擬通道。脈沖通道支持脈沖類型采集器，模擬通道支持電壓和電流類型采集器。設(shè)計的模擬和脈沖通道均為可配置通道，脈沖通道可通過軟件配置成雨量、風(fēng)速或流量，模擬通道可配置成水位、輻射或土壤墑情等。無需改變采集器的硬件和軟件均沒有改變，只通過外部軟件的配置，使采集器適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
【專利說明】水利數(shù)據(jù)采集器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水文信息采集裝置，屬于氣象水文信息采集【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]雨量、水位、流量、土壤墑情、風(fēng)速、風(fēng)向、輻射等參數(shù)是氣象水文測量領(lǐng)域重要的信息采集參數(shù)。這些氣象水文參數(shù)的檢測系統(tǒng)通常由傳感器、采集器等組成完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。傳感器是將物理量轉(zhuǎn)換成電信號，由于各類傳感器工作原理不同，其輸出電信號差異性很大，大類就有電壓型、電流型、脈沖型等。采集器讀取傳感器輸出信號，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。由于傳感器的差異性，目前采集器大多為專用采集器，比如雨量采集器、水位采集器等?；蛘唠m然是一個采集器支持多個傳感器，但采集器的采集通道只能支持唯一的傳感器，比如氣象用的采集器可支持雨量、風(fēng)速、輻射等，但雨量測量通道只能支持雨量采集不能支持其它傳感器。因此，現(xiàn)有采集器的采集通道不具備通用性和可配置性。應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)水利行業(yè)的信息采集參數(shù)需求差異性較大，有些應(yīng)用中只需要采集雨量和流量，有些應(yīng)用中需要采集風(fēng)速和輻射，不同的應(yīng)用需求導(dǎo)致形成了很多的數(shù)據(jù)采集器種類，采集器不具備通用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型設(shè)計了 一種水利數(shù)據(jù)采集器，采集器支持雙通道同時采樣，雙通道分別為脈沖和模擬通道。脈沖通道支持脈沖類型采集器，模擬通道支持電壓和電流類型采集器。設(shè)計的模擬和脈沖通道均為可配置通道，脈沖通道可通過軟件配置成雨量、風(fēng)速或流量，模擬通道可配置成水位、輻射或土壤墑情等。這樣，采集器的硬件和軟件均沒有改變，只通過外部軟件的配置，將采集器適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
[0004]水利數(shù)據(jù)采集器，包括電壓型傳感器，脈沖型傳感器，模擬通道調(diào)理模塊，脈沖通道調(diào)理模塊，帶A/D變換器的CPU控制模塊，無線收發(fā)模塊，電壓型傳感器、脈沖型傳感器分別與模擬通道調(diào)理模塊、脈沖通道調(diào)理模塊相連，模擬通道調(diào)理模塊的信號經(jīng)控制模塊中的A/D轉(zhuǎn)換電路輸入無線收發(fā)模塊，脈沖通道調(diào)理模塊的信號經(jīng)控制模塊中的I/O轉(zhuǎn)換電路輸入無線收發(fā)模塊。
[0005]其中A/D轉(zhuǎn)換器是12位6通道的模擬量輸入模塊，用于采集電壓、電流模擬量輸入信號。
[0006]電壓傳感器為(T5V電壓傳感器，設(shè)置若干集成電壓傳感器在控制下系統(tǒng)可同步采集處理多點(diǎn)信息，監(jiān)測每路傳感器的輸出信號。
[0007]模擬通道調(diào)理模塊包括模擬信號轉(zhuǎn)換電路和MOS管接地電路，其中模擬信號轉(zhuǎn)換電路包括信號放大電路和濾波電路。其中信號放大電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、雙向二極管、放大器；外部模擬通道通過第一電阻與放大器同相端相連；所述放大器反向端經(jīng)過第三電阻、第四電阻與地連接；所述第二電阻上端連接在第一電阻與放大器之間；所述雙向二極管陽極連接在第二電阻與放大器之間，陽極與地相連；所述第六電阻連接在輸出端與放大器之間；所述第五電阻與放大器并聯(lián)；所述第七電阻上端與第六電阻相連，下端連地。濾波電路包括極性電容、非極性電容，其中極性電容負(fù)極連地與非極性電容并聯(lián)，經(jīng)過放大器第四腳與地相連；MOS管接地電路包括MOS管、第一電阻、第二電阻，MOS管漏極與模擬信號地線輸出端相連，源極與地相連，柵極通過第一電阻與地相連，所述第二電阻一端連接在柵極與第一電阻之間，另一端與I/O控制器輸入端相連，MOS管可以切斷傳感器的地線的供電，起到了穩(wěn)壓的作用。
[0008]模擬信號模塊采用了放大電路，放大器的輸出經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化后由計算機(jī)采集和處理。
[0009]脈沖通道調(diào)理模塊包括脈沖信號轉(zhuǎn)換電路和MOS管接地電路，其中脈沖信號轉(zhuǎn)換電路包括第一電阻、第二電阻、雙向二極管、二極管、穩(wěn)壓器、電容，其中外部脈沖信號通過二極管與第二電阻與信號輸出端相連；所述的第一電阻上端與壓力感應(yīng)器相連，下端連接在信號輸入端與二極管之間；所述穩(wěn)壓器陰極連接在信號輸出端與第二電阻之間；所述雙向二極管與電容串聯(lián)并，雙向二極管連接在信號輸入端與二極管之間、電容連接在輸出端與第二電容之間；M0S管接地電路包括MOS管、第一電阻、第二電阻，MOS管漏極與脈沖信號地線輸出端相連，源極與地相連，柵極通過第一電阻與地相連，所述第二電阻一端連接在柵極與第一電阻之間，另一端與I/o控制器輸入端相連。
[0010]有益之處:采用雙通道采樣，不需要改變硬件、軟件，只通過外部軟件的配置，就可以適應(yīng)不用的應(yīng)用需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型水利數(shù)據(jù)采集器結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型模擬通道輸入調(diào)理模塊原理圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型脈沖通道輸入調(diào)理模塊原理圖。
具體實(shí)施例
[0014]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015]根據(jù)附圖1，是本實(shí)用新型水利數(shù)據(jù)采集器的結(jié)構(gòu)圖，由圖可知一種水利數(shù)據(jù)采集器，包括電壓型傳感器，脈沖型傳感器，模擬通道調(diào)理模塊，脈沖通道調(diào)理模塊，帶A/D變換器的CPU控制模塊，無線收發(fā)模塊，所述的電壓型傳感器、脈沖型傳感器分別與模擬通道調(diào)理模塊、脈沖通道調(diào)理模塊相連，模擬通道調(diào)理模塊的信號經(jīng)控制模塊中的A/D轉(zhuǎn)換電路輸入無線收發(fā)模塊，脈沖通道調(diào)理模塊的信號經(jīng)控制模塊中的I/O轉(zhuǎn)換電路輸入無線收發(fā)模塊。
[0016]根據(jù)附圖2，是本實(shí)用新型模擬通道輸入調(diào)理模塊原理圖，包括模擬信號轉(zhuǎn)換電路和MOS管接地電路，其中模擬信號轉(zhuǎn)換電路包括信號放大電路和濾波電路，信號放大電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、雙向二極管；外部模擬通道通過第一電阻R200與放大器正端相連；放大器負(fù)端經(jīng)過第三電阻R204、第四電阻205與地連接；第二電阻R201上端連接在第一電阻與放大器之間；雙向二極管D200陽極連接在第二電阻R201與放大器之間，陽極與地相連；第六電阻R207連接在輸出端與放大器之間；所述第五電阻R206與放大器并聯(lián)；第七電阻R208上端與第六電阻R207相連，下端連地。濾波電路包括極性電容、非極性電容，其中極性電容CD200負(fù)極連地與非極性電容C200并聯(lián)，經(jīng)過放大器第四腳與地相連；MOS管接地電路包括MOS管U200、第一電阻R202、第二電阻R203，MOS管漏極D與模擬信號地線輸出端相連，源極S與地相連，柵極G通過第一電阻R202與地相連，所述第二電阻R203 —端連接在柵極與第一電阻R202之間，另一端與I/O控制器輸入端相連。
[0017]根據(jù)附圖3，是本實(shí)用新型脈沖通道輸入調(diào)理模塊原理圖，包括脈沖信號轉(zhuǎn)換電路和MOS管接地電路，其中脈沖信號轉(zhuǎn)換電路包括第一電阻R211、第二電阻R212、雙向二極管D204、二極管D202、穩(wěn)壓器D203、電容C208，其中外部脈沖信號通過二極管D202與第二電阻R212與信號輸出端相連；所述的第一電阻R211上端與壓力感應(yīng)器相連,下端連接在信號輸入端與二極管D202之間；所述穩(wěn)壓器D203陰極連接在信號輸出端與第二電阻R212之間；所述雙向二極管D204與電容C208串聯(lián)并，雙向二極管連接在信號輸入端與二極管D202之間、電容C208連接在輸出端與第二電容R212之間；M0S管接地電路包括MOS管U204、第一電阻R213、第二電阻R214，M0S管漏極D與模擬信號地線輸出端相連，源極S與地相連，柵極G通過第一電阻R213地相連，所述第二電阻R214—端連接在柵極與第一電阻R213之間，另一端與I/o控制器輸入端相連。
【權(quán)利要求】
1.水利數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，包括電壓型傳感器，脈沖型傳感器，模擬通道調(diào)理模塊，脈沖通道調(diào)理模塊，帶A/D變換器的CPU控制模塊，無線收發(fā)模塊，所述的電壓型傳感器、脈沖型傳感器分別與模擬通道調(diào)理模塊、脈沖通道調(diào)理模塊相連，模擬通道調(diào)理模塊的信號經(jīng)控制模塊中的A/D轉(zhuǎn)換電路輸入無線收發(fā)模塊，脈沖通道調(diào)理模塊的信號經(jīng)控制模塊中的I/O轉(zhuǎn)換電路輸入無線收發(fā)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的水利數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述的模擬通道調(diào)理模塊包括模擬信號轉(zhuǎn)換電路和MOS管接地電路，其中模擬信號轉(zhuǎn)換電路包括信號放大電路和濾波電路；其中信號放大電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、雙向二極管、放大器；外部模擬通道通過第一電阻與放大器同相端相連；所述放大器反向端經(jīng)過第三電阻、第四電阻與地連接；所述第二電阻上端連接在第一電阻與放大器之間；所述雙向二極管陽極連接在第二電阻與放大器之間，陽極與地相連；所述第六電阻連接在輸出端與放大器之間；所述第五電阻與放大器并聯(lián)；所述第七電阻上端與第六電阻相連，下端連地；濾波電路包括極性電容、非極性電容，其中極性電容負(fù)極連地與非極性電容并聯(lián)，經(jīng)過放大器第四腳與地相連；M0S管接地電路包括MOS管、第一電阻、第二電阻，MOS管漏極與模擬信號地線輸出端相連，源極與地相連，柵極通過第一電阻與地相連，所述第二電阻一端連接在柵極與第一電阻之間，另一端與I/O控制器輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的水利數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述的脈沖通道調(diào)理模塊包括脈沖信號轉(zhuǎn)換電路和MOS管接地電路,其中脈沖信號轉(zhuǎn)換電路包括第一電阻、第二電阻、雙向二極管、二極管、穩(wěn)壓器、電容，其中外部脈沖信號通過二極管與第二電阻與信號輸出端相連；所述的第一電阻上端與壓力感應(yīng)器相連，下端連接在信號輸入端與二極管之間；所述穩(wěn)壓器陰極連接在信號輸出端與第二電阻之間；所述雙向二極管與電容串聯(lián)并，雙向二極管連接在信號輸入端與二極管之間、電容連接在輸出端與第二電容之間；M0S管接地電路包括MOS管、第一電阻、第二電阻，MOS管漏極與脈沖信號地線輸出端相連，源極與地相連，柵極通過第一電阻與地相連，所述第二電阻一端連接在柵極與第一電阻之間，另一端與I/O控制器輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的水利數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述的A/D轉(zhuǎn)換器是12位6通道的模擬量輸入模塊，用于采集電壓、電流模擬量輸入信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的水利數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述的電壓傳感器為(T5V電壓傳感器。
【文檔編號】G08C19/02GK203721012SQ201420120995
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】張大鴻, 劉曉建 申請人:濟(jì)南賽克立德電氣科技有限公司