CN106154956A - 一种智能电控驱动式温控双路信号采集器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，针对现有信号采集器结构进行改进，引入双边智能驱动式信号采集处理架构，采用第一信号采集处理装置（6）和第二信号采集处理装置（7），基于分别针对第一信号采集处理装置（6）、第二信号采集处理装置（7）的实时温度检测，通过具体所设计的电机驱动电路（12），针对所设计的电机式二选一输出开关（11）进行智能控制，实现第一信号采集处理装置（6）和第二信号采集处理装置（7）的智能切换，能够有效提高信号采集处理工作性能。

Description

一种智能电控驱动式温控双路信号采集器

技术领域

本发明涉及一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，属于信号采集器技术领域。

背景技术

数据采集(DAQ)，是指从传感器、待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理；随着科技技术水平的不断发展，数据采集已成为物联网等智能网络建设中必不可少的组成部分，并且伴随传感器等终端设备的大量应用，信号采集器应运而生，信号采集器主要用于接收采集信号，并针对采集信号依次进行放大、滤波等等优化处理，然后将经过处理操作的信号再输出至上位机进行后续处理；但是现有技术中的信号采集器，在实际应用过程中，还存在些不尽如人意的地方，众所周知，电路元器件工作会产生大量的热，而热量是影响电路元器件工作性能的一项重大问题，过高的温度会影响到电源元器件的工作性能，如何进行散热控温，一直是伴随电路元器件发展不可规避的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种针对现有信号采集器结构进行改进，引入双边智能驱动式信号采集处理架构，基于温度检测，实现智能调度，能够有效提高信号采集处理工作性能的智能电控驱动式温控双路信号采集器。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，包括电源接口、电源模块、信号接入接口、信号输出接口、盒体、第一信号采集处理装置，其中，电源接口、信号接入接口和信号输出接口分别设置在盒体表面，电源模块和第一信号采集处理装置固定设置在盒体内部，电源接口的输出端与电源模块的输入端相连接，信号接入接口的输出端与第一信号采集处理装置的输入端相连接，第一信号采集处理装置的输出端与信号输出接口的输入端相连接；还包括第二信号采集处理装置、电机式二选一输出开关、控制模块，以及分别与控制模块相连接的第一温度传感器、第二温度传感器、电机驱动电路，电机式二选一输出开关经过电机驱动电路与控制模块相连接；其中，第二信号采集处理装置、电机驱动电路、电机式二选一输出开关固定设置在盒体内部，电机驱动电路包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接控制模块的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电机式二选一输出开关的两端上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块相连接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块相连接；第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块相连接；信号接入接口的输出端同时与第二信号采集处理装置的输入端相连接，第二信号采集处理装置的输出端与信号输出接口的输入端相连接；电源模块的输出端分别与控制模块、电机式二选一输出开关的输入端相连接，电机式二选一输出开关的两个输出端分别与第一信号采集处理装置的取电端、第二信号采集处理装置的取电端相连接；第一温度传感器、第二温度传感器分别设置在第一信号采集处理装置上、第二信号采集处理装置上。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第一信号采集处理装置、第二信号采集处理装置均包括电路板，以及设置在电路板上依次相连接的数模转换电路、放大电路和信号滤波电路，其中，所述信号接入接口的输出端分别与第一信号采集处理装置中数模转换电路的输入端、第二信号采集处理装置中数模转换电路的输入端相连接，第一信号采集处理装置中信号滤波电路的输出端、第二信号采集处理装置中信号滤波电路的输出端分别与信号输出接口的输入端相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：所述电机式二选一输出开关中的电机为无刷电机。

作为本发明的一种优选技术方案：所述盒体为铝材料制成。

作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为微处理器。

作为本发明的一种优选技术方案：所述微处理器为ARM处理器。

本发明所述一种智能电控驱动式温控双路信号采集器采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明设计的智能电控驱动式温控双路信号采集器，针对现有信号采集器结构进行改进，引入双边智能驱动式信号采集处理架构，采用第一信号采集处理装置和第二信号采集处理装置，基于分别针对第一信号采集处理装置、第二信号采集处理装置的实时温度检测，通过具体所设计的电机驱动电路，针对所设计的电机式二选一输出开关进行智能控制，实现第一信号采集处理装置和第二信号采集处理装置的智能切换，能够有效提高信号采集处理工作性能；

（2）本发明设计的智能电控驱动式温控双路信号采集器中，针对第一信号采集处理装置、第二信号采集处理装置，进一步设计均包括电路板，以及设置在电路板上依次相连接的数模转换电路、放大电路和信号滤波电路，其中，所述信号接入接口的输出端分别与第一信号采集处理装置中数模转换电路的输入端、第二信号采集处理装置中数模转换电路的输入端相连接，第一信号采集处理装置中信号滤波电路的输出端、第二信号采集处理装置中信号滤波电路的输出端分别与信号输出接口的输入端相连接，如此，针对所采集信号提供了更加精确、更加稳定的数据获得方法；

（3）本发明设计的智能电控驱动式温控双路信号采集器中，针对电机式二选一输出开关中的电机，进一步设计采无刷电机，使得本发明所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器在实际工作过程中，能够实现静音工作，既保证了所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器所具有的高效工作性能，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计；

（4）本发明设计的智能电控驱动式温控双路信号采集器中，针对盒体，进一步采铝材料制成，一方面能够提高外壳的坚硬度，针对内部装置实现更加安全、稳定的保护，另一方面能够有效提高所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器在实际应用过程中的散热效果，有效保证实际工作的稳定性；

（5）本发明设计的智能电控驱动式温控双路信号采集器中，针对控制模块，进一步设计采用微处理器，一方面能够适用于后期针对所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。

附图说明

图1是本发明所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器的结构示意图；

图2是本发明所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器中电机驱动电路的示意图。

其中，1. 电源接口，2. 电源模块，3. 信号接入接口，4. 信号输出接口，5. 盒体，6. 第一信号采集处理装置，7. 第二信号采集处理装置，8. 控制模块，9. 第一温度传感器，10. 第二温度传感器，11. 电机式二选一输出开关，12. 电机驱动电路。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明设计了一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，包括电源接口1、电源模块2、信号接入接口3、信号输出接口4、盒体5、第一信号采集处理装置6，其中，电源接口1、信号接入接口3和信号输出接口4分别设置在盒体5表面，电源模块2和第一信号采集处理装置6固定设置在盒体5内部，电源接口1的输出端与电源模块2的输入端相连接，信号接入接口3的输出端与第一信号采集处理装置6的输入端相连接，第一信号采集处理装置6的输出端与信号输出接口4的输入端相连接；还包括第二信号采集处理装置7、电机式二选一输出开关11、控制模块8，以及分别与控制模块8相连接的第一温度传感器9、第二温度传感器10、电机驱动电路12，电机式二选一输出开关11经过电机驱动电路12与控制模块8相连接；其中，第二信号采集处理装置7、电机驱动电路12、电机式二选一输出开关11固定设置在盒体5内部，如图2所示，电机驱动电路12包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接控制模块8的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电机式二选一输出开关11的两端上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块8相连接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块8相连接；第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块8相连接；信号接入接口3的输出端同时与第二信号采集处理装置7的输入端相连接，第二信号采集处理装置7的输出端与信号输出接口4的输入端相连接；电源模块2的输出端分别与控制模块8、电机式二选一输出开关11的输入端相连接，电机式二选一输出开关11的两个输出端分别与第一信号采集处理装置6的取电端、第二信号采集处理装置7的取电端相连接；第一温度传感器9、第二温度传感器10分别设置在第一信号采集处理装置6上、第二信号采集处理装置7上。上述技术方案所设计的智能电控驱动式温控双路信号采集器，针对现有信号采集器结构进行改进，引入双边智能驱动式信号采集处理架构，采用第一信号采集处理装置6和第二信号采集处理装置7，基于分别针对第一信号采集处理装置6、第二信号采集处理装置7的实时温度检测，通过具体所设计的电机驱动电路12，针对所设计的电机式二选一输出开关11进行智能控制，实现第一信号采集处理装置6和第二信号采集处理装置7的智能切换，能够有效提高信号采集处理工作性能。

基于上述设计智能电控驱动式温控双路信号采集器技术方案的基础之上，本发明还进一步设计了如下优选技术方案：针对第一信号采集处理装置6、第二信号采集处理装置7，进一步设计均包括电路板，以及设置在电路板上依次相连接的数模转换电路、放大电路和信号滤波电路，其中，所述信号接入接口3的输出端分别与第一信号采集处理装置6中数模转换电路的输入端、第二信号采集处理装置7中数模转换电路的输入端相连接，第一信号采集处理装置6中信号滤波电路的输出端、第二信号采集处理装置7中信号滤波电路的输出端分别与信号输出接口4的输入端相连接，如此，针对所采集信号提供了更加精确、更加稳定的数据获得方法；并且针对电机式二选一输出开关11中的电机，进一步设计采无刷电机，使得本发明所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器在实际工作过程中，能够实现静音工作，既保证了所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器所具有的高效工作性能，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计；还有针对盒体5，进一步采铝材料制成，一方面能够提高外壳的坚硬度，针对内部装置实现更加安全、稳定的保护，另一方面能够有效提高所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器在实际应用过程中的散热效果，有效保证实际工作的稳定性；不仅如此，针对控制模块8，进一步设计采用微处理器，并且实际应用中，微处理器采用ARM处理器，一方面能够适用于后期针对所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。

本发明设计了智能电控驱动式温控双路信号采集器在实际应用过程当中，具体包括电源接口1、电源模块2、信号接入接口3、信号输出接口4、盒体5、第一信号采集处理装置6，其中，盒体5为铝材料制成，电源接口1、信号接入接口3和信号输出接口4分别设置在盒体5表面，电源模块2和第一信号采集处理装置6固定设置在盒体5内部，电源接口1的输出端与电源模块2的输入端相连接，信号接入接口3的输出端与第一信号采集处理装置6的输入端相连接，第一信号采集处理装置6的输出端与信号输出接口4的输入端相连接；还包括第二信号采集处理装置7、电机式二选一输出开关11、ARM处理器，以及分别与ARM处理器相连接的第一温度传感器9、第二温度传感器10、电机驱动电路12，电机式二选一输出开关11中的电机为无刷电机，电机式二选一输出开关11经过电机驱动电路12与ARM处理器相连接；其中，第二信号采集处理装置7、电机驱动电路12、电机式二选一输出开关11固定设置在盒体5内部，电机驱动电路12包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接ARM处理器的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电机式二选一输出开关11的两端上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与ARM处理器相连接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与ARM处理器相连接；第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与ARM处理器相连接；信号接入接口3的输出端同时与第二信号采集处理装置7的输入端相连接，第二信号采集处理装置7的输出端与信号输出接口4的输入端相连接；电源模块2的输出端分别与ARM处理器、电机式二选一输出开关11的输入端相连接，电机式二选一输出开关11的两个输出端分别与第一信号采集处理装置6的取电端、第二信号采集处理装置7的取电端相连接；第一温度传感器9、第二温度传感器10分别设置在第一信号采集处理装置6上、第二信号采集处理装置7上。实际应用中，对于第一信号采集处理装置6、第二信号采集处理装置7，可以拥有多种结构设计，诸如第一信号采集处理装置6、第二信号采集处理装置7均包括电路板，以及设置在电路板上依次相连接的数模转换电路、放大电路和信号滤波电路，其中，所述信号接入接口3的输出端分别与第一信号采集处理装置6中数模转换电路的输入端、第二信号采集处理装置7中数模转换电路的输入端相连接，第一信号采集处理装置6中信号滤波电路的输出端、第二信号采集处理装置7中信号滤波电路的输出端分别与信号输出接口4的输入端相连接。实际应用过程当中，首先电源接口1外接供电网络进行取电，并给电源模块2进行供电，信号接入接口3外接信号采集终端，信号输出接口4与上位机进行相连接；然后实际应用中，首先ARM处理器经电机驱动电路12控制电机式二选一输出开关11连通其中任意一个输出端，其中，ARM处理器向电机驱动电路12发送工作命令，电机驱动电路12接收工作命令生成相应的控制指令，并发送给电机式二选一输出开关11，控制电机式二选一输出开关11工作连通其中任意一个输出端，即任选第一信号采集处理装置6、第二信号采集处理装置7中的一个，连通其与电源模块2之间供电电路，此时，电源模块2只针对此时所选择的信号采集处理装置进行供电，外接信号采集终端将采集信号经信号接入接口3输送至该信号采集处理装置进行处理，然后该信号采集处理装置将处理过的信号由信号输出接口4输送至上位机，与此同时，ARM处理器实时接收第一温度传感器9的第一温度采集结果和第二温度传感器10的第二温度采集结果，并针对第一温度采集结果和第二温度采集结果进行实时比较，当第一温度采集结果和第二温度采集结果之间的差值大于或等于温度阈值时，则ARM处理器经电机驱动电路12控制电机式二选一输出开关11连通另一个输出端，其中，ARM处理器向电机驱动电路12发送工作命令，电机驱动电路12接收工作命令生成相应的控制指令，并发送给电机式二选一输出开关11，控制电机式二选一输出开关11工作连通另一个输出端，即断开正在工作的信号采集处理装置，连通另一个信号采集处理装置与电源模块2之间供电电路，由电源模块2为该信号采集处理装置进行供电，实现外接信号采集终端将采集信号经信号接入接口3至该信号采集处理装置，再由该信号采集处理装置经由信号输出接口4输送至上位机的工作过程，如此ARM处理器实现实时智能检测、智能切换的操作工作过程，实现本发明所设计智能电控驱动式温控双路信号采集器的实际应用过程。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，包括电源接口（1）、电源模块（2）、信号接入接口（3）、信号输出接口（4）、盒体（5）、第一信号采集处理装置（6），其中，电源接口（1）、信号接入接口（3）和信号输出接口（4）分别设置在盒体（5）表面，电源模块（2）和第一信号采集处理装置（6）固定设置在盒体（5）内部，电源接口（1）的输出端与电源模块（2）的输入端相连接，信号接入接口（3）的输出端与第一信号采集处理装置（6）的输入端相连接，第一信号采集处理装置（6）的输出端与信号输出接口（4）的输入端相连接；其特征在于：还包括第二信号采集处理装置（7）、电机式二选一输出开关（11）、控制模块（8），以及分别与控制模块（8）相连接的第一温度传感器（9）、第二温度传感器（10）、电机驱动电路（12），电机式二选一输出开关（11）经过电机驱动电路（12）与控制模块（8）相连接；其中，第二信号采集处理装置（7）、电机驱动电路（12）、电机式二选一输出开关（11）固定设置在盒体（5）内部，电机驱动电路（12）包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接控制模块（8）的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电机式二选一输出开关（11）的两端上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块（8）相连接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块（8）相连接；第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块（8）相连接；信号接入接口（3）的输出端同时与第二信号采集处理装置（7）的输入端相连接，第二信号采集处理装置（7）的输出端与信号输出接口（4）的输入端相连接；电源模块（2）的输出端分别与控制模块（8）、电机式二选一输出开关（11）的输入端相连接，电机式二选一输出开关（11）的两个输出端分别与第一信号采集处理装置（6）的取电端、第二信号采集处理装置（7）的取电端相连接；第一温度传感器（9）、第二温度传感器（10）分别设置在第一信号采集处理装置（6）上、第二信号采集处理装置（7）上。

2.根据权利要求1所述一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，其特征在于：所述第一信号采集处理装置（6）、第二信号采集处理装置（7）均包括电路板，以及设置在电路板上依次相连接的数模转换电路、放大电路和信号滤波电路，其中，所述信号接入接口（3）的输出端分别与第一信号采集处理装置（6）中数模转换电路的输入端、第二信号采集处理装置（7）中数模转换电路的输入端相连接，第一信号采集处理装置（6）中信号滤波电路的输出端、第二信号采集处理装置（7）中信号滤波电路的输出端分别与信号输出接口（4）的输入端相连接。

3.根据权利要求1所述一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，其特征在于：所述电机式二选一输出开关（11）中的电机为无刷电机。

4.根据权利要求1所述一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，其特征在于：所述盒体（5）为铝材料制成。

5.根据权利要求1所述一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，其特征在于：所述控制模块（8）为微处理器。

6.根据权利要求4所述一种智能电控驱动式温控双路信号采集器，其特征在于：所述微处理器为ARM处理器。