一種時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)及其信號(hào)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)及其信號(hào)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器廣泛應(yīng)用于河堤、大壩、機(jī)械、橋梁和建筑等各個(gè)行業(yè)，通過傳感器來檢測(cè)被測(cè)物體的受壓、溫度等多種狀態(tài)，然后再由顯示設(shè)備對(duì)傳感器所測(cè)得的值進(jìn)行顯示。
[0003]現(xiàn)有傳感器一般都采用模擬信號(hào)的方式對(duì)測(cè)值進(jìn)行輸出。由于模擬信號(hào)在沿線路的傳輸過程中會(huì)受到外界的和通信系統(tǒng)內(nèi)部的各種噪聲干擾，噪聲和信號(hào)混合后難以分開，從而使得通信質(zhì)量下降。線路越長，噪聲的積累也就越多。從而造成所測(cè)得的數(shù)據(jù)的精度低。另外，由于模擬信號(hào)特性的限制，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)傳感器數(shù)值的組網(wǎng)對(duì)比，使通過監(jiān)測(cè)壓力值信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析的難度較大，且難以實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的長期大批量存檔。
[0004]隨著數(shù)字化的發(fā)展應(yīng)用，原有的通過模擬信號(hào)感測(cè)數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)傳感器正逐漸被傳輸距離遠(yuǎn)、便于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字化傳感器所替代。雖然數(shù)字化傳感器有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但在對(duì)一些大型項(xiàng)目、特別是大量傳感器共同監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目中，組網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)帶寬、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定等方面，都提出了很高的要求。從現(xiàn)有技術(shù)來看，對(duì)多路傳感器信號(hào)傳輸組網(wǎng)及其還不夠成熟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種可遠(yuǎn)程對(duì)多路大量傳感器進(jìn)行智能化監(jiān)控的時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)及測(cè)溫方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)不精確、傳輸距離不夠遠(yuǎn)的缺陷。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)，包括時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器、將多個(gè)傳感器組網(wǎng)的集線器、進(jìn)行數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)收集器、局域網(wǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理終端，所述時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器包括通過控制電路依次電連接的敏感器件、信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)放大模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，與控制電路連接的數(shù)據(jù)接口，集成于控制電路上的時(shí)鐘同步電路，所述時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器與集線器數(shù)據(jù)連接，所述集線器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)收集器數(shù)據(jù)連接，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)收集器通過局域網(wǎng)設(shè)備與數(shù)據(jù)處理終端數(shù)據(jù)連接。
[0008]所述敏感器件檢測(cè)被測(cè)物體的壓力，并生成相應(yīng)的模擬信號(hào)，然后將所述的模擬信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)放大模塊調(diào)理放大，由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。通過模數(shù)轉(zhuǎn)換的信號(hào)，適應(yīng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，簡化多路系統(tǒng)布網(wǎng)的復(fù)雜度，減小信號(hào)測(cè)量因遠(yuǎn)距離傳輸導(dǎo)致的誤差，信號(hào)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。同時(shí)，所述時(shí)鐘同步電路使在同一網(wǎng)絡(luò)的所有傳感器按統(tǒng)一時(shí)鐘進(jìn)行采集，可在多路傳感器并聯(lián)測(cè)試中統(tǒng)一多路信號(hào)對(duì)比的時(shí)間維度，使采集數(shù)據(jù)在時(shí)間維度有統(tǒng)一參考點(diǎn)，增強(qiáng)可比性及科學(xué)性，使采集存儲(chǔ)的信號(hào)具有時(shí)間維度，利于信號(hào)的分析、處理和應(yīng)用。
[0009]優(yōu)選的，所述時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器還包括將電源變?yōu)楹懔麟娫吹碾娫刺幚黼娐贰Ｋ鲭娫刺幚黼娐芬欢伺c外部電源連接，一端與控制電路電連接。所述電源處理電路將電源變?yōu)楹懔麟娫矗箍刂齐娐酚珊懔麟娫垂╇?，這相對(duì)于恒壓源，信號(hào)更可靠，更穩(wěn)定，精度更高。進(jìn)一步的，所述傳感器還包括恒流控制模塊，以進(jìn)一步穩(wěn)定電流，使電流更加恒定。
[0010]優(yōu)選的，所述帶有時(shí)鐘源的數(shù)字壓力傳感器還包括身份自動(dòng)識(shí)別模塊，所述身份識(shí)別模塊可集成于控制電路上，傳感器接入網(wǎng)絡(luò)后被自動(dòng)識(shí)別，使組網(wǎng)更容易。
[0011]優(yōu)選的，所述控制電路還集成了 Soc芯片，外部可對(duì)Soc芯片進(jìn)行編程，從而對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理。如，通過在Soc芯片中設(shè)置算法程序，對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算等。
[0012]優(yōu)選的，所述集線器為可將傳感器的485總線接口轉(zhuǎn)換為局域網(wǎng)的接口的485集線器，以方便組成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。485集線器就地組網(wǎng)，簡化了布網(wǎng)線路的復(fù)雜度。
[0013]優(yōu)選的，所述局域網(wǎng)設(shè)備包括路由器，路由器一端可與多個(gè)485集線器數(shù)據(jù)連接，另一端與數(shù)據(jù)處理終端數(shù)據(jù)連接。
[0014]優(yōu)選的，所述路由器與數(shù)據(jù)處理終端的數(shù)據(jù)連接為光纖連接。光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸，突破傳統(tǒng)485傳輸速率瓶頸，使多個(gè)集線器信號(hào)就地集中后通過路由經(jīng)廣域網(wǎng)絡(luò)傳輸。
[0015]另外，本發(fā)明還提供一種時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)的信號(hào)處理方法，包括如下步驟:
[0016]S1.時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器感測(cè)受測(cè)目標(biāo)的值，并進(jìn)行數(shù)字化補(bǔ)償和時(shí)鐘同步控制，將受測(cè)值就地?cái)?shù)字化處理；
[0017]S2.485集線器通過數(shù)據(jù)連接，將多個(gè)時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器感測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中，通過輸出端輸出；
[0018]S3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)收集器收集存儲(chǔ)485集線器輸出的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)連接傳入局域網(wǎng)設(shè)備；
[0019]S4.局域網(wǎng)設(shè)備將多個(gè)485集線器傳來的數(shù)據(jù)綜合后，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理終端進(jìn)行處理；
[0020]S5.數(shù)據(jù)處理終端通過程序進(jìn)行基于時(shí)間軸的數(shù)據(jù)比較和可視化顯示，根據(jù)監(jiān)測(cè)需要輸出監(jiān)測(cè)結(jié)果。
[0021]優(yōu)選的，所述時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)的信號(hào)處理方法還包括數(shù)據(jù)處理終端對(duì)數(shù)字化傳感器進(jìn)行參數(shù)預(yù)設(shè)和發(fā)出指令，數(shù)字化傳感器根據(jù)參數(shù)指令進(jìn)行感測(cè)反饋。
[0022]綜上所述，本發(fā)明的時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)，通過時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并賦予感測(cè)的信號(hào)以時(shí)間軸特征，從而增強(qiáng)了多路信號(hào)的可比性及科學(xué)性，利于信號(hào)的分析、處理和應(yīng)用；采用穩(wěn)定的恒流供電，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)信號(hào)的可靠性；通過身份識(shí)別模塊，賦予每一個(gè)傳感器唯一身份標(biāo)識(shí)，使傳感器入網(wǎng)后即可被自動(dòng)識(shí)別，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理終端對(duì)每一傳感器的定位及遠(yuǎn)程監(jiān)控；通過集成Soc芯片，使傳感器可編程控制，實(shí)現(xiàn)了智能化。通過485集線器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)收集器、局域網(wǎng)等設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)降低了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性，能對(duì)大量傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)采集，從而使系統(tǒng)具有可靠性、穩(wěn)定性、廣泛性和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)實(shí)施例的時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)信號(hào)處理方法實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。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。基于本發(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(dòng)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。
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028]參照?qǐng)D1、圖2所示，一種時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感系統(tǒng)，包括時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器、將多個(gè)傳感器組網(wǎng)的集線器、進(jìn)行數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)收集器、局域網(wǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理終端，所述時(shí)鐘同步數(shù)字化傳感器包括通過控制電路依次電連接的敏感器件、信