CN105467199A - 一种高精度无线直流电压监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度无线直流电压监测装置，包括主控制器与从控制器，主控制器与从控制器通过无线收发电路进行信号交互；所述的主控制器与从控制器均外接时钟电路，复位电路，以及用于显示数据发送状态与监测值的显示电路；待测的差分电压经信号变换电路转换为符合电压采集电路输入电压范围的电压信号，电压采集电路连接主控制器。本发明通过主控制器与从控制器之间的通信，实现直流电压的无线监测。主控制器利用信号变换电路拓宽电压输入范围，通过显示电路直观显示主控制器与从控制器的工作状态和监测电压。

Description

一种高精度无线直流电压监测装置
技术领域
本发明属于电子测量领域，具体涉及一种高精度无线直流电压监测装置。
背景技术
市面上大多数电压监测仪对直流电压的测量精度低，无法实现无线传输功能，其灵活性明显不够，而核心器件A/D转换器的输入电压范围、转换速度及精度，与其价格有着直接关系，但是介于传统的A/D转换器只能输入单端信号，以及支持输入差分信号的A/D转换器价格较高等因素制约着电压监测仪的性价比。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种高精度无线直流电压监测装置，能够实现无线电压采集，解决电压采集精度低及性价比较低等问题，且多路电压采集易扩展。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：包括主控制器与从控制器，主控制器与从控制器通过无线收发电路进行信号交互；
所述的主控制器与从控制器均外接时钟电路，复位电路，以及用于显示数据发送状态与监测值的显示电路；待测的差分电压经信号变换电路转换为符合电压采集电路输入电压范围的电压信号，电压采集电路连接主控制器。
所述主控制器与从控制器均采用STC89C52单片机。
所述显示电路包括LCD12864图形液晶显示屏。
所述无线收发电路包括NRF24L01无线收发模块。
所述信号变换电路包括两级OP07集成运算放大器。
所述的电压采集电路经过TLC2543模数转换器连接主控制器。
与现有技术相比，本发明通过主控制器与从控制器之间的通信，实现直流电压的无线监测。主控制器利用信号变换电路拓宽电压输入范围，通过显示电路直观显示主控制器与从控制器的工作状态和监测电压。本发明实现对-10V～+10V电压进行实时监测，精度为0.01V；在开阔地带，当数据传输频率低于66Kbps时，传输距离达1000米，易于扩展为多路测量。
进一步的，本发明主控制器与从控制器均采用STC89C52单片机，降低了成本。
附图说明
图1本发明的结构示意框图；
图2本发明主控制器外围电路示意图；
图3本发明从控制器外围电路示意图；
附图中：1-主控制器；2-从控制器；3-无线收发电路；4-时钟电路；5-复位电路；6-显示电路；7-信号变换电路；8-电压采集电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1，主控制器1电路实现信号的变换与采集、处理、显示及发送，从控制器2实现数据的接收、分析及显示。其中，时钟电路4和复位电路5是单片机系统正常运行的前提；信号变换电路7实现将待测的宽范围差分电压转换为符合电压采集电路8的输入电压范围；无线收发电路3实现采集数据主从机之间的实时交互；显示电路6显示数据的发送状态和具体监测值；主从机控制器实现采集数据的处理、收发及显示控制。主从机的硬件设计非常相似，便于PCB布局布线和程序移植。将本实施例的信号变换电路替换为压力、位移、加速度等采集电路，本方案能够实现压力、位移、加速度等的实时监测功能。
参见图2，本实施例的主机电路由U5、U6构成的信号变换电路7，U3构成电压采集电路8，U1构成的主机控制电路1，U2构成的显示电路6及U4构成的无线收发电路3组成。其中，U5、U6为集成运算放大器OP07，在信号变换电路中，Vi为采集电压的输入端，接电阻R3的一端，R3的输出端接集成运放U5的2脚，U5的2脚与6脚之间接R6作为反馈电阻，+5V接R4的一端，R4的另一端接U5的2脚，U5的3脚经R5接地，作为匹配电阻。U5的6脚接R7的一端，R7的另一端接U6的2脚，U6的2脚与6脚之间接R9作为反馈电阻，U6的3脚接R8，R8的另一端接地，其中R8为匹配电阻。+12V接电容C6、C7的一端，C6、C7的另一端接地，实现滤波功能，提高+12V电压的稳定性，-12V接电容C4、C5的一端，C4、C5的另一端接地，实现滤波功能，提高-12V电压的稳定性，+12V和-12V分别接U5、U6的7脚和4脚，提供集成运放U5、U6正常工作的电压。U5及外围器件构成加法电路，实现-10V～10V到0V～-10V的平移，U6及外围器构成反比例运算放大电路，用来实现电压的比例转换，即0V～-10V到0V～5V的转换。
本实施例的电压采集与控制电路由单片机U1和11通道串行A/D转换器U3组成，其中U1型号为STC89C52，U3型号为TLC2543。U3的1脚接U6的6脚，利用通道0转换经U5、U6变换后的电压，10脚和13脚接地，14脚接参考电压+5V，15、16、17及18脚分别接U1的6、5、4及3脚，实现U1控制U3的启动、停止、转换后数据的读取及转换通道的选择，U3的20脚接+5V，为U3的正常工作提供电压。U1的9脚为复位端，接按键S1、电容C1及电阻R1，S1和C1的另一端接+5V，R1的另一端接地，利用C1的充放电实现上电复位，S1的通断实现手动复位；U1的18、19脚为时钟输入端，分别接石英晶体振荡器Y1的两端和电容C2、C3的一端，C2、C3的另一端接地，为U1的正常工作提供稳定的时钟信号，其中C2、C3为启振电容；U1的20脚接地，31和40脚接+5V。
本实施例主机的显示电路6由U2组成，其中U2型号为图形液晶显示器LCD12864。其2、4、17及19脚接+5V，1、15、20脚接地，3脚接滑动变阻器R2的输出端，R2的另两端分别接+5V和地，通过调节R2实现LCD12864对比度的调节，5脚为数据输入/输出端接U1的28脚，6脚为时钟端接U1的27脚，由U1的27脚产生的时钟信号同步U1的28脚输入到U2的5脚的数据。该显示电路6采用LCD12864的串行连接方式节省了U1的输入/输出口资源，简化了硬件设计。
本实施例主机的无线收发电路3由U4组成，其中U4的型号为NRF24L01。其1脚接地，2脚接滑动变阻器R10的输出端，R10的另两端分别接+5V和地，通过调节滑动变阻器为U4提供+3.3V的工作电压；U4的3、4、5、6、7及8脚分别接U1的26、21、25、22、24及23脚，实现通过U1控制U4，完成数据的发送。
参见图3，本实施例的从机电路由实现控制功能的U1、实现显示功能的U2及实现无线收发功能的U3组成。
本实施例从机的控制电路为单片机系统，其U1的型号为STC89C52，U1的9脚为复位端，接按键S1、电容C1及电阻R1，S1和C1的另一端接+5V，R1的另一端接地，利用C1的充放电实现上电复位，S1的通断实现手动复位；U1的18、19脚为时钟输入端，分别接石英晶体振荡器Y1的两端和电容C2、C3的一端，C2、C3的另一端接地，为U1的正常工作提供稳定的时钟信号，其中C2、C3为启振电容；U1的20脚接地，31和40脚接+5V。
本实施例从机的显示电路6由U2模块组成，其U2的型号为LCD12864，其2、4、17及19脚接+5V，1、15、20脚接地，3脚接滑动变阻器R2的输出端，R2的另两端分别接+5V和地，通过调节R2实现LCD12864对比度的调节，5脚为数据输入/输出端接U1的28脚，6脚为时钟端接U1的27脚，由U1的27脚产生的时钟信号同步U1的28脚输入到U2的5脚的数据。该显示电路6采用LCD12864的串行连接方式节省了U1的输入/输出口资源，简化了硬件设计。
本实施例从机的无线收发电路3由U3模块组成，U3的型号为NRF24L01。其1脚接地，2脚接滑动变阻器R3的输出端，R3的另两端分别接+5V和地，通过调节滑动变阻器为U3提供+3.3V的工作电压；U3的3、4、5、6、7及8脚分别接U1的26、21、25、22、24及23脚，实现通过U1控制U3，完成数据的接收。从机的显示数据由主机发送的数据决定，将主机电路中的信号变换电路替换为压力、位移、加速度等数据采集电路，本方案能够实现压力、位移、加速度等的无线监测功能。

Claims (6)

1.一种高精度无线直流电压监测装置，其特征在于：包括主控制器(1)与从控制器(2)，主控制器(1)与从控制器(2)通过无线收发电路(3)进行信号交互；
所述的主控制器(1)与从控制器(2)均外接时钟电路(4)，复位电路(5)，以及用于显示数据发送状态与监测值的显示电路(6)；待测的差分电压经信号变换电路(7)转换为符合电压采集电路(8)输入电压范围的电压信号，电压采集电路(8)连接主控制器(1)。
2.根据权利要求1所述的高精度无线直流电压监测装置，其特征在于：所述主控制器(1)与从控制器(2)均采用STC89C52单片机。
3.根据权利要求1所述的高精度无线直流电压监测装置，其特征在于：所述显示电路(6)包括LCD12864图形液晶显示屏。
4.根据权利要求1所述的高精度无线直流电压监测装置，其特征在于：所述无线收发电路(3)包括NRF24L01无线收发模块。
5.根据权利要求1所述的高精度无线直流电压监测装置，其特征在于：所述信号变换电路(7)包括两级OP07集成运算放大器。
6.根据权利要求1所述的高精度无线直流电压监测装置，其特征在于：所述的电压采集电路(8)由TLC2543模数转换器连接主控制器(1)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110058076A (zh) * 2019-04-19 2019-07-26 四川大学 一种便携式电压波形记录仪

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201689539U (zh) * 2010-06-11 2010-12-29 大连市旅顺电力电子设备有限公司 蓄电池无线采集装置
CN202002971U (zh) * 2011-01-11 2011-10-05 鹤壁职业技术学院 数字电压表
CN202033893U (zh) * 2011-05-18 2011-11-09 重庆电子工程职业学院 一种无线电能抄表器
CN202976442U (zh) * 2012-12-20 2013-06-05 南京信息工程大学 一种无线温度采集系统
DE202015104849U1 (de) * 2015-09-11 2015-10-16 Stefan Keckeisen Akkumulatoren E.K. Spannungsmessvorrichtung
CN205193154U (zh) * 2015-12-10 2016-04-27 榆林学院 一种高精度无线直流电压监测装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201689539U (zh) * 2010-06-11 2010-12-29 大连市旅顺电力电子设备有限公司 蓄电池无线采集装置
CN202002971U (zh) * 2011-01-11 2011-10-05 鹤壁职业技术学院 数字电压表
CN202033893U (zh) * 2011-05-18 2011-11-09 重庆电子工程职业学院 一种无线电能抄表器
CN202976442U (zh) * 2012-12-20 2013-06-05 南京信息工程大学 一种无线温度采集系统
DE202015104849U1 (de) * 2015-09-11 2015-10-16 Stefan Keckeisen Akkumulatoren E.K. Spannungsmessvorrichtung
CN205193154U (zh) * 2015-12-10 2016-04-27 榆林学院 一种高精度无线直流电压监测装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110058076A (zh) * 2019-04-19 2019-07-26 四川大学 一种便携式电压波形记录仪

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