CN109017743B - 客车刹车及门控系统的气压采集装置和气压采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了客车刹车及门控系统的气压采集装置和气压采集系统，包括至少一个用于检测气缸的电压式气压传感器、采集模块、单片机和车辆显示装置，电压式气压传感器的信号线和地线同时与采集模块的输入端连接，单片机分析和处理采集模块采集的信号，单片机将处理的信号通过CAN模块发送到车辆显示装置中；上述气压采集系统采用差模采样系统，在不改变原来接线方式的情况下，将气压传感器的信号线和地线均当作信号线输入到采集装置中，采集装置将信号线和地线均进行实时采集，采集的结果经过单片机处理后，得到实时的气压值，该气压值实时同步采集的，不受地线的干扰，也不受外部电压变化影响，从而给车辆的仪表或者其他显示装置一可靠气压值。
Description
技术领域
本发明涉及一种客车的刹车、门控系统中的气压采集装置，尤其涉及客车的刹车、门控系统中的气压采集装置和气压采集系统。
背景技术
目前客车大量采用气体作为辅助工具，客车上的刹车系统，门控系统均采用高压气体驱动。因此，车辆上均带有大小不一、数量不等的气缸。气缸压力的大小，直接决定刹车系统的工作，也直接影响车辆的门的正常开启与关闭，所以对气缸安装气压传感器就尤为必要。同时气压传感器采集的气压值的准确性也非常重要，错误的气压指示会导致车辆刹车失灵等危险情况发生。
气缸安装于车辆底盘上，通过螺栓等固定装置固定于车辆底盘上，而车辆底盘为车辆的低压电器的地线。气压传感器外壳通过螺栓的方式安装于车辆底盘的气缸内，气压传感器的外壳为气压传感器的地线，气缸又是金属结构，所以，理想条件下，可认为气压传感器已经通过气压传感器的外壳，再通过气缸，再通过气缸固定螺栓已经接在了车辆的地线上。但是由于各种原因，传感器的地线无法可靠的与车辆的地线连接，或者车辆的地线也会受到各种干扰。比如，气缸表面有油漆，油漆为绝缘材料，导致螺栓固定的地方接触不好；或者车辆的电器设备布置不合理，地线就近接入到车辆底盘上，导致电器设备工作时，地线上产生压降等等。上述原因会导致气压传感器的地线其实是具有一定的电压，并不是标准意义上的地线，这会影响气压采集装置中气压数据显示的精准度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种准确度高的客车刹车及门控系统的气压采集装置，其不会受到非标准地线的影响，进一步地提供一种具有上述气压采集装置的气压采集系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：客车刹车及门控系统的气压采集装置,包括至少一个用于检测气缸的电压式气压传感器、采集模块和单片机，电压式气压传感器的信号线和地线同时与采集模块的输入端连接，所述的单片机分析和处理采集模块采集的信号。
本发明进一步的优选方案为：所述的采集模块包括滤波器、运算放大器、跟随放大器和比例放大模块，电压式气压传感器的信号线与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与运算放大器的第一输入端连接，电压式气压传感器的地线与跟随放大器的输入端连接，跟随放大器的输出端与运算放大器的第二输入端连接，运算放大器的输出端与比例放大模块的输入端连接，比例放大模块的输出端与单片机的输入端连接。
本发明进一步的优选方案为：电源模块给所述的单片机供电。
本发明进一步的优选方案为：所述的气压传感器的地线搭载在电压式气压传感器的壳体或气缸上。
本发明进一步的优选方案为：所述的采集模块、单片机和电源模块安装在采集盒中。
本发明进一步的优选方案为：客车刹车及门控系统的气压采集系统，其特征在于包括至少一个用于检测气缸的电压式气压传感器、采集模块、单片机和车辆显示装置，电压式气压传感器的信号线和地线同时与采集模块的输入端连接，所述的单片机分析和处理采集模块采集的信号，单片机将处理的信号通过CAN模块发送到车辆显示装置中。
本发明进一步的优选方案为：所述的采集模块包括滤波器、运算放大器、跟随放大器和比例放大模块，电压式气压传感器的信号线与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与运算放大器的第一输入端连接，电压式气压传感器的地线与跟随放大器的输入端连接，跟随放大器的输出端与运算放大器的第二输入端连接，运算放大器的输出端与比例放大模块的输入端连接，比例放大模块的输出端与单片机的输入端连接。
本发明进一步的优选方案为：电源模块给所述的单片机供电。
本发明进一步的优选方案为：所述的气压传感器的地线搭载在电压式气压传感器的壳体或气缸上。
本发明进一步的优选方案为：所述的采集模块、单片机和电源模块安装在采集盒中
与现有技术相比，本发明的优点是采用了差模采样系统，在不改变原来接线方式的情况下，将气压传感器的信号线和地线均当作信号线输入到采集装置中，采集装置将信号线和地线均进行实时采集，采集的结果经过单片机处理后，得到实时的气压值，该气压值实时同步采集的，不受地线的干扰，也不受外部电压变化的影响，从而给车辆的仪表或者其他显示装置一个可靠的气压值。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的采集模块的结构框图；
图3为本发明的采集模块的电路图；
图4为本发明的单片机的电路图；
图5为本发明的CAN发送模块的电路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，客车刹车及门控系统的气压采集系统，包括至少一个用于检测气缸的电压式气压传感器1、采集模块2、单片机3和车辆显示装置4，电压式气压传感器1的信号线和地线5同时与采集模块2的输入端连接，单片机3分析和处理采集模块2采集的信号，单片机3将处理的信号通过CAN模块6发送到车辆显示装置4中。CAN模块6的电路图，如图5所示。优选地，电源模块7给型号为MC9812HY48的单片机3供电。单片机3的电路图如图4所示。
如图2所示，采集模块2包括滤波器8、型号为LM124的运算放大器9、型号为LM124的跟随放大器10和比例放大模块11，电压式气压传感器的信号线20与滤波器8的输入端连接，滤波器8的输出端与运算放大器9的第一输入端A连接，电压式气压传感器的地线30与跟随放大器10的输入端连接，跟随放大器10的输出端与运算放大器9的第二输入端B连接，运算放大器9的输出端与比例放大模块11的输入端连接，比例放大模块11的输出端与单片机3的输入端连接。优选地，上述的第一输入端A为运算放大器9的正端，第二输入端B为运算放大器9的负端。具体而言，如图2所示，传感器的信号线20输入经过滤波器8后，输入到运算放大器9正端，同时传感器的地线30经过跟随放大器10后进入到运算放大器9负端，运算放大器9作为一个减法器，将电压式气压传感器的信号线20减去电压式气压传感器的地线30后，得到传感器的净值，将该传感器的净值输出给比例放大模块11，经比例放大模块11比例放大后输入到单片机3的模数转换接口。在单片机3工作过程中，将模数转换的结果按照气压传感器的参数，转换成气压值，再通过CAN广播发送实时气压值。
采集模块2的电路图如图3所示，具体地，将电压式气压传感器的信号线20输入通过电阻分压，接入到运算放大器9的正端，同时电压式气压传感器的地线30经过跟随放大器10后进入到运算放大器9负端，再通过运算放大器9的减法电路，得到气压传感器的净值，最终将该净值输入到单片机的模数转换口。
优选地，气压传感器的地线搭载在电压式气压传感器1的壳体或气缸上。
优选地，采集模块2、单片机3和电源模块7安装在采集盒中。
采用了差模采样系统，在不改变原来接线方式的情况下，将气压传感器的信号线和地线均当作信号线输入到采集装置中，采集装置将信号线和地线均进行实时采集，采集的结果经过单片机处理后，得到实时的气压值，该气压值实时同步采集的，不受地线的干扰，也不受外部电压变化的影响，从而给车辆的仪表或者其他显示装置一个可靠的气压值。
以上对本发明所提供的客车刹车及门控系统的气压采集装置和气压采集系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.客车刹车及门控系统的气压采集装置，包括至少一个用于检测气缸的电压式气压传感器、采集模块和单片机，电压式气压传感器的信号线和地线同时与采集模块的输入端连接，所述的单片机分析和处理采集模块采集的信号；
所述的采集模块包括滤波器、运算放大器、跟随放大器和比例放大模块，电压式气压传感器的信号线与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与运算放大器的第一输入端连接，电压式气压传感器的地线与跟随放大器的输入端连接，跟随放大器的输出端与运算放大器的第二输入端连接，运算放大器的输出端与比例放大模块的输入端连接，比例放大模块的输出端与单片机的输入端连接；
电源模块给所述的单片机供电；
所述的电压式气压传感器的地线搭载在电压式气压传感器的壳体或气缸上。
2.根据权利要求1所述的客车刹车及门控系统的气压采集装置，其特征在于所述的采集模块、单片机和电源模块安装在采集盒中。
3.客车刹车及门控系统的气压采集系统，其特征在于包括至少一个用于检测气缸的电压式气压传感器、采集模块、单片机和车辆显示装置，电压式气压传感器的信号线和地线同时与采集模块的输入端连接，所述的单片机分析和处理采集模块采集的信号，单片机将处理的信号通过CAN模块发送到车辆显示装置中；
所述的采集模块包括滤波器、运算放大器、跟随放大器和比例放大模块，电压式气压传感器的信号线与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与运算放大器的第一输入端连接，电压式气压传感器的地线与跟随放大器的输入端连接，跟随放大器的输出端与运算放大器的第二输入端连接，运算放大器的输出端与比例放大模块的输入端连接，比例放大模块的输出端与单片机的输入端连接；
电源模块给所述的单片机供电；
所述的电压式气压传感器的地线搭载在电压式气压传感器的壳体或气缸上。
4.根据权利要求3所述的客车刹车及门控系统的气压采集系统，其特征在于所述的采集模块、单片机和电源模块安装在采集盒中。
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