CN102129223B - 输入装置及具有该输入装置的环境监控系统 - Google Patents
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Abstract
一种输入装置,连接于一控制器与一电压感应器或一电流感应器之间,所述输入装置包括一连接器、一切换电路及一输入电路。所述连接器用于择一地与电压感应器及电压源顺序相连或者与电流感应器及电流源顺序相连。切换电路用于接收电压感应器的电压信号或电流感应器的电流信号并输出一侦测信号,输入电路用于将侦测信号传送给控制器。本发明还提供了一种包括若干上述输入装置的环境监控系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种输入装置及具有该输入装置的环境监控系统。
背景技术
环境监控系统中,输入装置用于将感应器的侦测信号传送给一控制器。感应器具有电压感应器和电流感应器两种类型,电压感应器输出电压信号,电流感应器输出电流信号。现有的环境监控系统中一般是将输入装置对应电压感应器和电流感应器分开设计,即用于传送电压信号的输入装置以及用于传送电流信号的输入装置,因此所设计的环境监控系统一般只能具有固定数量的电压感应器和电流感应器。当用户在升级环境监控系统时,无法更改电压感应器和电流感应器的数量,非常不便。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种可根据需要改变接收电压信号或电流信号的输入装置的数量的输入装置,以及具有该输入装置的环境监控系统。
一种输入装置,连接于一控制器与一电压感应器或一电流感应器之间,所述输入装置包括:
一连接器,用于择一地与一电压感应器及一电压源顺序相连或者与一电流感应器及一电流源顺序相连;
一连接于所述连接器与控制器的控制端之间的切换电路,用于接收所述控制器的控制信号,还根据接收的控制信号接收所述电压感应器的电压信号或电流感应器的电流信号并对应输出一侦测信号;及
一连接于所述切换电路与控制器的输入端之间的输入电路,用于将所述切换电路的侦测信号传送给所述控制器,所述控制器根据接收的侦测信号得知所述电压感应器或电流感应器的感应结果,所述切换电路包括一MOS管、一第一电阻、一第二电阻及一第三电阻,所述MOS管的漏极通过所述第一电阻与所述连接器的第一端相连,所述MOS管的栅极与所述控制器的控制端相连,源极接地,所述第三电阻的第一端通过所述第二电阻与所述连接器的第一端相连,所述第三电阻的第二端与所述连接器的第二端相连并接地,所述第二电阻与第三电阻之间的节点通过所述输入电路与所述控制器的输入端相连,其中,所述第一电阻的阻值远小于第二电阻及第三电阻的阻值。
一种环境监控系统,包括:
一控制器,所述控制器包括若干输入端、若干输出端及若干控制端;
若干输入装置,每一输入装置连接于一电压感应器或一电流感应器与所述控制器的输入端之间,每一输入装置还与所述控制器的控制端相连,所述输入装置包括一连接器、一切换电路及一输入电路,所述连接器择一地与一电压感应器及一电压源顺序相连或者与一电流感应器及一电流源顺序相连,所述切换电路连接于所述连接器与控制器的控制端之间,用于接收所述控制器的控制信号,还用于根据控制信号接收所述电压感应器的电压信号或电流感应器的电流信号并输出一侦测信号,所述输入电路连接于所述切换电路与控制器的输入端之间,用于将所述切换电路的侦测信号传送给所述控制器;
若干输出装置,每一输出装置连接于一报警器与所述控制器的输出端之间,所述控制器根据接收的侦测信号对应开启或关闭所述报警器,所述切换电路包括一MOS管、一第一电阻、一第二电阻及一第三电阻,所述MOS管的漏极通过所述第一电阻与所述连接器的第一端相连,所述MOS管的栅极与所述控制器的控制端相连,源极接地,所述第三电阻的第一端通过所述第二电阻与所述连接器的第一端相连,所述第三电阻的第二端与所述连接器的第二端相连并接地,所述第二电阻与第三电阻之间的节点通过所述输入电路与所述控制器的输入端相连,其中,所述第一电阻的阻值远小于第二电阻及第三电阻的阻值。
上述输入装置通过控制器控制切换电路的工作状态,当所述连接器与所述电压感应器连接时,所述切换电路接收所述电压感应器的电压信号,当所述连接器与所述电流感应器连接时,所述切换电路接收所述电流感应器的电流信号。从而使得用户可根据需要设定接收电压信号或电流信号的输入装置的数量。上述具有若干输入装置的环境监控系统更具灵活性。
附图说明
图1是本发明环境监控系统的较佳实施方式的方框图。
图2是图1中输入装置的电路图。
图3是图2中输入装置接收电压信号的示意图。
图4是图2中输入装置接收电流信号的示意图。
主要元件符号说明
输入装置 10
输出装置 20
电压感应器 30
电流感应器 40
报警器 50
控制器 60
输入端 DI
输出端 DO
控制端 SW
连接器 J
第一端 J1
第二端 J2
切换电路 100
输入电路 200
MOS管 Q1
第一电阻 R1
第二电阻 R2
第三电阻 R3
第四电阻 R4
节点 A
稳压二极管 D1
电压跟随器 U1
电容 C1~C3
电源 VCC
电压源 70
电流源 80
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述:
本发明环境监控系统可以根据用户的需要改变接收电压信号或电流信号的输入装置的数量,具有较高的灵活性与可变性。
请参考图1,所述环境监控系统的较佳实施方式包括至少两个输入装置10、两个输出装置20、一电压感应器30、一电流感应器40、两个报警器50及一控制器60。本实施方式中,所述电压感应器30及电流感应器40均为温度感应器。
所述控制器60包括至少两个输入端DI及两个输出端DO。
每一输入装置10连接在一电压感应器30或一电流感应器40与所述控制器60的输入端DI之间。
每一输出装置20连接在一报警器50与所述控制器60的一输出端DO之间。
所述报警器50可为一蜂鸣器,所述控制器60通过输出装置20控制所述报警器50开启或关闭。
当所述输入装置10与电压感应器30相连时,所述输入装置10用于将电压感应器30输出的电压信号转换为侦测信号,并将该侦测信号传送给所述控制器60。当所述输入装置10与电流感应器40相连时,所述输入装置10用于将电流感应器40输出的电流信号转换为侦测信号,并将该侦测信号传送给所述控制器60。所述控制器60则根据接收到的侦测信号控制报警器50工作或不工作。
请继续参考图2,所述输入装置10包括一连接器J、一切换电路100及一输入电路200。
所述切换电路100与所述控制器60及连接器J均相连。
所述输入电路200与所述切换电路100及控制器60均相连。
所述连接器J可以选择性的与一电压感应器30或一电流感应器40相连。
所述切换电路100用于接收所述电压感应器30的电压信号或电流感应器40的电流信号并输出相应的侦测信号。
所述输入电路200用于将所述切换电路100的侦测信号传送给所述控制器60。
所述控制器60用于控制所述切换电路100的工作状态并接收所述输入电路200传送过来的侦测信号。当所述输入装置10连接电压感应器30时,所述控制器60输出一第一控制信号以控制所述切换电路100接收所述电压感应器30的电压信号,同时所述控制器60通过输入电路200接收来自切换电路100的侦测信号。当所述输入装置10连接电流感应器40时,所述控制器60输出一第二控制信号以控制所述切换电路100接收所述电流感应器40的电流信号,同时所述控制器60通过输入电路200接收来自切换电路100的侦测信号。
所述控制器60通过其输出端DO控制报警器50工作。如接收到的侦测信号表示环境温度低于一预定值时,所述控制器60即通过其输出端DO控制报警器50发出警报。
所述控制器60还包括若干控制端SW。本实施方式中只以控制器60连接一个输入装置10为例进行说明。
所述切换电路100包括一MOS管Q1、一第一电阻R1、一第二电阻R2及一第三电阻R3。所述第一电阻R1的阻值为750Ω,第二电阻R2及第三电阻R3的阻值均为300kΩ。其他实施方式中,第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3的阻值也可以为其他值,只要第一电阻R1的阻值远小于第二电阻R2及第三电阻R3的阻值即可。
所述MOS管Q1的漏极通过所述第一电阻R1与所述连接器J的第一端J1相连。所述MOS管Q1的栅极与所述控制器60的控制端SW相连,源极接地。所述第三电阻R3的第一端通过所述第二电阻R2与所述连接器J的第一端J1相连,所述第三电阻R3的第二端与所述连接器J的第二端J2相连并接地。记所述第二电阻R2与第三电阻R3之间的节点为“A”。
所述输入电路200包括一稳压二极管D1、一电压跟随器U1、一第四电阻R4及三个电容C1~C3。
所述稳压二极管D1的阴极连接于所述第二电阻R2与第三电阻R3之间的节点A,阳极接地。所述稳压二极管D1用于稳定节点A的电压。
所述电压跟随器U1的同向输入端与所述稳压二极管D1的阴极相连,还通过所述电容C1接地。所述电压跟随器U1的反向输入端与电压跟随器U1的输出端相连,电源端与一电源VCC相连,接地端接地。所述电压跟随器U1的输出端还通过所述电容C2接地。所述电压跟随器U1用于稳定其输出端的电压。
所述第四电阻R4的第一端与所述电压跟随器U1的输出端相连。所述第四电阻R4的第二端与所述控制器60的输入端DI相连,还通过所述电容C3接地。所述电阻R4、电容C2及C3组成一π型滤波器,以滤除所述电压跟随器U1的输出端的高频信号。
请继续参考图3,当输入装置10连接电压感应器30,即所述连接器J的第一端J1、电压感应器30、一电压源70以及连接器J的第二端J2顺序相连时,所述控制器60的控制端SW输出低电平。所述切换电路100中的MOS管Q1截止。当所述电压感应器30感应到温度变化时,所述电压感应器30输出的电压也随着温度变化而变化。该电压可等效于所述第二电阻R2与所述连接器J的第一端J1相连的节点的电压V1,则此时所述节点A的电压Va满足:
Va=V1×R3/(R2+R3)。
可以看出,当电压感应器30输出的电压增加时,节点A的电压Va也增加,相反,当电压感应器30输出的电压减小时,节点A的电压Va也减小。因此,通过电压跟随器U1的稳定作用,所述输入电路200即可将所述节点A的电压传送给所述控制器60的输入端DI。所述控制器60对此电压进行处理之后即可得知电压感应器30感应到的温度。
请继续参考图4,当输入装置10连接电流感应器40,即所述连接器J的第一端J1、电流感应器40、一电流源80以及连接器J的第二端J2顺序相连时,所述控制器60的控制端SW输出高电平。所述切换电路100中的MOS管Q1导通。由于第一电阻R1的阻值比第二电阻R2和第三电阻R3的阻值小得多,因此所述电流源80的电流绝大部分流经所述第一电阻R1和MOS管Q1,流经第二电阻R2和第三电阻R3的电流很小,在此可以忽略不计。
所述切换电路100将流经所述第一电阻R1的电流变化转换为电压变化。即由于所述第一电阻R1上的压降随着流经所述第一电阻R1的电流变化而变化,而所述第一电阻R1上的压降约等于第二电阻R2和第三电阻R3上的压降。通过侦测所述节点A的电压即可得知所述第一电阻R1上的压降。
所述输入电路200将所述节点A的电压传送给所述控制器60的输入端DI。所述控制器60对此电压进行处理之后即可得知电流感应器40感应到的温度。
将每一输入装置10中MOS管Q1的栅极与控制器60的一控制端SW相连、每一输入装置10中第四电阻R4的第二端与控制器60的一输入端DI相连。用户可以根据需要改变接收电压信号或电流信号的输入装置10的数量。如需要较多接收电压信号的输入装置10时,则可以将若干与所述输入装置10相连的电流感应器40换成电压感应器30。同理,若需要较多接收电流信号的输入装置10时,则可以将若干与所述输入装置10相连的电压感应器30换成电流感应器40。
上述输入装置10通过控制器60控制切换电路100的工作状态,当所述连接器J与所述电压感应器30连接时,所述切换电路100接收所述电压感应器30的电压信号,当所述连接器J与所述电流感应器40连接时,所述切换电路100接收所述电流感应器40的电流信号。从而使得用户可根据需要设定接收电压信号或电流信号的输入装置10的数量。上述具有若干输入装置10的环境监控系统更具灵活性。
Claims (8)
1.一种输入装置,连接于一控制器与一电压感应器或一电流感应器之间,所述输入装置包括:
一连接器,用于择一地与一电压感应器及一电压源顺序相连或者与一电流感应器及一电流源顺序相连;
一连接于所述连接器与控制器的控制端之间的切换电路,用于接收所述控制器的控制信号,还根据接收的控制信号接收所述电压感应器的电压信号或电流感应器的电流信号并对应输出一侦测信号;及
一连接于所述切换电路与控制器的输入端之间的输入电路,用于将所述切换电路的侦测信号传送给所述控制器,所述控制器根据接收的侦测信号得知所述电压感应器或电流感应器的感应结果,所述切换电路包括一MOS管、一第一电阻、一第二电阻及一第三电阻,所述MOS管的漏极通过所述第一电阻与所述连接器的第一端相连,所述MOS管的栅极与所述控制器的控制端相连,源极接地,所述第三电阻的第一端通过所述第二电阻与所述连接器的第一端相连,所述第三电阻的第二端与所述连接器的第二端相连并接地,所述第二电阻与第三电阻之间的节点通过所述输入电路与所述控制器的输入端相连,其中,所述第一电阻的阻值远小于第二电阻及第三电阻的阻值。
2.如权利要求1所述的输入装置,其特征在于:所述电压感应器及电流感应器均为温度感应器。
3.如权利要求1所述的输入装置,其特征在于:所述第一电阻的阻值为750Ω,第二电阻及第三电阻的阻值均为300kΩ。
4.如权利要求1所述的输入装置,其特征在于:所述输入电路包括一稳压二极管、一电压跟随器及一第四电阻,所述稳压二极管的阴极连接于所述第二电阻与第三电阻之间的节点,阳极接地,所述电压跟随器的同向输入端与所述稳压二极管的阴极相连,反向输入端与电压跟随器的输出端相连,所述第四电阻的第一端与所述电压跟随器的输出端相连,所述第四电阻的第二端与所述控制器的输入端相连。
5.一种环境监控系统,包括:
一控制器,所述控制器包括若干输入端、若干输出端及若干控制端;
若干输入装置,每一输入装置连接于一电压感应器或一电流感应器与所述控制器的输入端之间,每一输入装置还与所述控制器的控制端相连,所述输入装置包括一连接器、一切换电路及一输入电路,所述连接器择一地与一电压感应器及一电压源顺序相连或者与一电流感应器及一电流源顺序相连,所述切换电路连接于所述连接器与控制器的控制端之间,用于接收所述控制器的控制信号,还用于根据控制信号接收所述电压感应器的电压信号或电流感应器的电流信号并输出一侦测信号,所述输入电路连接于所述切换电路与控制器的输入端之间,用于将所述切换电路的侦测信号传送给所述控制器;
若干输出装置,每一输出装置连接于一报警器与所述控制器的输出端之间,所述控制器根据接收的侦测信号对应开启或关闭所述报警器,所述切换电路包括一MOS管、一第一电阻、一第二电阻及一第三电阻,所述MOS管的漏极通过所述第一电阻与所述连接器的第一端相连,所述MOS管的栅极与所述控制器的控制端相连,源极接地,所述第三电阻的第一端通过所述第二电阻与所述连接器的第一端相连,所述第三电阻的第二端与所述连接器的第二端相连并接地,所述第二电阻与第三电阻之间的节点通过所述输入电路与所述控制器的输入端相连,其中,所述第一电阻的阻值远小于第二电阻及第三电阻的阻值。
6.如权利要求5所述的环境监控系统,其特征在于:所述电压感应器及电流感应器均为温度感应器。
7.如权利要求5所述的环境监控系统,其特征在于:所述报警器为一蜂鸣器。
8.如权利要求5所述的环境监控系统,其特征在于:所述输入电路包括一稳压二极管、一电压跟随器及一第四电阻,所述稳压二极管的阴极连接于所述第二电阻与第三电阻之间的节点,阳极接地,所述电压跟随器的同向输入端与所述稳压二极管的阴极相连,反向输入端与电压跟随器的输出端相连,所述第四电阻的第一端与所述电压跟随器的输出端相连,所述第四电阻的第二端与所述控制器的输入端相连。
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130821 Termination date: 20140116 |